Verbundvorhaben SynErgie: Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung

Spezifischer elektrischer Energieeinsatz in der Zementindustrie [kWh/t Zement]

Forschungsinstitute der energieintensiven Grundstoffindustrie (Stahl, Chemie, Glas, Zement und Feuerfest) hatten sich unter dem Namen INFLUX als Konsortium zusammengefunden, um branchenübergreifend die Herausforderungen der Energiewende für die Grundstoffindustrien zu analysieren und technologische Potentiale für einen flexiblen Energieeinsatz zu beschreiben. Den Zuschlag für ein Kopernikus-Forschungsprojekt erhielt das SynErgie-Konsortium. Mit Beteiligung des VDZ wurde ein Teil des ursprünglichen INFLUX-Konsortiums im SynErgie-Projekt im Cluster V „Potenzialanalyse“ integriert. Dieser wird nun auch gefördert.

Im Forschungsprojekt wurde eine branchenübergreifende Methodik zur Ermittlung von Flexibilitätspotenzialen entwickelt und auf die Bedürfnisse der Grundstoffindustrie angepasst. Eine Besonderheit der Prozesse der Grundstoffindustrien ist der hauptsächliche Einsatz von Wärmeenergie und die starke Abhängigkeit der Produktqualität vom Prozessverlauf. Für die Prozesse der Grundstoffindustrien ist es also von besonderer Bedeutung, Flexibilitätspotenziale zu identifizieren, die mit den Prozessen kompatibel sind und möglichst ohne negative Auswirkungen auf Produktionsmenge und Produktionsqualität zu erreichen sind. Weiterhin ergibt sich ein Zielkonflikt zwischen dem Anspruch einen Prozess möglichst flexibel oder möglichst effizient zu betreiben. Unterschieden wurden aktuell verfügbare Flexibilitätspotenziale und zukünftigen Flexibilitätsperspektiven, die durch den Einsatz neuer Technologien, den Wegfall von Hemmnissen oder die Veränderung von Rahmenbedingungen erschließbar wären.

Die Zementindustrie weist im Bereich der Materialzerkleinerung das höchste Potenzial zur flexiblen Lastabnahme und –bereitstellung durch zeitliche Verschiebung des elektrischen Energieeinsatzes auf. Dieses bezieht sich insbesondere auf die Zementmahlung. Bei der Modellbildung sind Rahmenbedingungen der Produktions- und Lagerkapazitäten sowie organisatorische und wirtschaftliche Fragestellungen betrachtet worden. Die Untersuchung umfasste Aspekte der innerbetriebliche Organisation (Auftragsplanung, Schichtplanung, etc.) und des Marktumfelds hinsichtlich der Kundenbeziehungen, Saisonalität und Lieferfähigkeit. Der Fokus für weitere Untersuchungen einer möglichen Flexibilisierung sollte insbesondere auf den Auswirkungen auf die Zementeigenschaften liegen. Die Qualität der genormten Produkte (DIN EN 197-1) darf durch die Flexibilisierung der Prozesse nicht beeinträchtigt werden. Weiterhin gilt es erhöhten Personalaufwand und technischen Aufwand oder Verschleiß für eine Flexibilisierung zu bestimmen und letztlich zu kompensieren.

Förderer

Gefördert durch das BMBF

Das Verbundvorhaben SynErgie wird im Rahmen des Kopernikus-Projekts SynErgie unter dem Förderkennzeichen 03SFK3K0 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Verbundvorhaben SynErgie: Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung

Kontakt

Dr. Johannes Ruppert

Tel.: (0211) 45 78-275

Fax: (0211) 45 78-400

Projektzeitraum

09/2016 - 08/2019

Projektpartner

DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V.
Technische Universität Darmstadt
FESTO AG & Co. KG
Bergische Universität Wuppertal
Covestro Deutschland AG
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Technische Universität Berlin
Daimler AG
WWF Deutschland
Technische Universität München
SCHOTT AG
Hirschvogel Umformtechnik GmbH
EWI Energy Research & Scenarios gGmbH
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
STEAG New Energies GmbH
Naturschutzbund Deutschland (NABU) e.V.
UPM GmbH
Voith Paper GmbH & Co. KG
TRIMET Aluminium SEMAN Diesel & Turbo SEUniversität Stuttgart
Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
Hüttentechnische Vereinigung der Deutschen Glasindustrie (HVG)
Forschungsgemeinschaft Feuerfest e.V.
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig
Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbH (FfE GmbH)
Universität der Bundeswehr München
VDEh-Betriebsforschungsinstitut Gesellschaft mit beschränkter Haftung
H & T Produktions Technologie GmbH
Universität Bayreuth
Hewlett - Packard GmbH
enerstorage GmbH
econ solutions GmbH
Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung, DIW Berlin (Institut für Konjunkturforschung)
Siebenwurst Werkzeugbau GmbH
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung
Siemens AG
C. & C. Bark Metalldruckguß u. Formenbau GmbH
Dr. August Oetker Nahrungsmittel KG
Bosch Rexroth AG
Kisters AG
Software AG
Oskar Frech GmbH + Co. KG
Linde AG
software4production GmbH
SITEC Industrietechnologie GmbH
Rohrdorfer Gruppe
SGL Graphitelektroden GmbH & Co. KG