EU-Projekt i³upgrade

EU-Projekt i³upgrade – Integrierte und intelligente Aufwertung von Kohlenstoffquellen durch Wasserstoffzufuhr in der Stahlindustrie

Das Projekt i³upgrade zielt auf die intelligente und integrierte Aufwertung von Kohlenstoffquellen aus der Stahlindustrie mittels wasserstoffintensivierter Syntheseprozesse ab. Im Gegensatz zu traditionellen Syntheseprozessen strebt dieses Projekt die direkte Methan- und Methanolsynthese von Nebenprodukten aus Stahlwerken unter dynamischen und instationären Bedingungen an, wobei diese durch mithilfe fortschrittlicher Kontrollstrategien betrieben werden. Durch agentenbasierte Modelle werden die Möglichkeiten zur Reduktion von CO₂-Emissionen in Stahlwerken im Rahmen von zukünftigen, volatilen Märkten demonstriert. Der Proo-of-Concept der neuen Regelungsstrategie erfolgt mit realen, im Stahlwerk abgefüllten Flaschengasen sowie mit einer komplexen Gasmatrix aus einem vorhandenen Vergaser.

Projektförderung: Dieses Projekt wird durch den Research Fund for Coal and Steel unter der Zuwendungsvereinbarung Nr. 8006598 gefördert.

Laufzeit: 01.06.2018 – 31.05.2022

Das Projekt i³upgrade zielt auf die intelligente und integrierte Aufwertung von Kohlenstoffquellen aus der Stahlindustrie mittels wasserstoffintensivierter Synthesen und fortschrittlichen Prozesskontrollstrategien ab. Im Speziellen wird der Ansatz von i³upgrade

1. neue flexible Reaktorkonzepte für die Aufwertung von kohlebasierten Gasen unterschiedlicher Zusammensetzung und Qualität zu Methan oder Methanol hervorbringen
2. den Analgenbetrieb mit Hilfe von innovativen fortschrittlichen Prozesskontrollstrategien optimieren
3. mittels Integration von aus volatilen Energiequellen gewonnenem erneuerbarem Wasserstoff zur CO₂-Einsparung beitragen

In Übereinstimmung mit der TGC2 Priorität 1.3 „Innovative Energieumwandlungskreisläufe zur Erhöhung von Einnahmequellen aus der Kohlekrafterzeugung oder Stahlindustrie bei gleichzeitiger Reduzierung der CO₂-Bilanz“ wird die Konsortium diese Schlüsselinnovationen auf ein integriertes Stahlwerk anwenden.

Die aufgewerteten kohlenstoffhaltigen Ströme ersetzen zum Teil fossile Brennstoffe bei der Energieversorgung. Im Gegensatz zu traditionellen Syntheseprozessen strebt dieses Projekt die direkte Methan- und Methanolsynthese von gasförmigen Nebenprodukten aus integrierten Stahlwerken unter instationären Bedingungen und durch die Zufuhr von erneuerbarem Wasserstoff an. Basierend auf einer detaillierten Charakterisierung realisierbarer Betriebsbereiche werden diese Synthesen neuartige Kontrollstrategien ausnutzen, um den dynamischen Randbedingungen des integrierten Stahlwerkprozesses und der Stromnetzdienstleistungen gerecht zu werden. Basierend auf einer Big Data Analyse von Prozessdaten eines Stahlwerks wird der finale Proof-of-Concept der neuen Kontrollstrategien experimentell mit realem, in Flaschen abgefülltem Konverter- und Hochofengas sowie mit einer komplexen Gasmatrix aus einem vorhandenen Kohlevergaser durchgeführt.

Bild 1: Flussdiagramm eines integrierten Stahlwerks

Ansprechpartner:

Alexander Hauser, M. Sc.

Department Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik

• Telefon: 09115302-9029
• E-Mail: alexander.hauser@fau.de