Teresa Wich (thyssenkrupp): Systemintegration von Stahl- und Chemieproduktion
Teresa Wich fasste zunächst stichwortartig die Zielsetzung des Bereichs L0 von Carbon2Chem zusammen:
- Planung, Bau und Betrieb des Technikums in Duisburg;
- Abbildung des Gesamtprozesses durch Simulationstool- und Modellentwicklung;
- Szenarienanalyse von Anlagenverbünden und Bewertung von Prozessvarianten und Betriebsführung;
- Projektkoordination und Festlegung von Standards.
Stahl und Chemie seien zwar bereits voll integriert, aber jeweils separat für sich.
Bei der Verbindung beider Systeme unter Nutzung erneuerbarer Energien ergäben sich diverse Herausforderungen.
Technische und systemische Herausforderungen der Systemintegration
Technische Herausforderungen
- Anbindungen der Chemieanlagen an die Hütte;
- Optimierung der chemischen Prozesse beim Wechsel der Rohstoffbasis;
- Reinigung und Konditionierung der Hüttengase für die nachfolgende Synthese;
- Wasserstofferzeugung unter dynamischen Bedingungen;
- Integration Erneuerbarer Energien;
- Dynamische Fahrweise der chemischen Prozesse.
Bearbeitung u.a. im Technikum in Duisburg (re.) sowie dem Labor in Oberhausen
Systemische Herausforderungen
- Definition neuer Systemgrenzen: Stahl + Chemie;
- Virtuelle Ermittlung relevanter Einflussgrößen auf das Gesamtsystem und Identifizierung von Steuergrößen;
- Bewertung des Produktwarenkorbes;
- Berechnung der ökonomischen und ökologischen Erfolgsaussichten;
- Hinweise zur Prozessauswahl, zum Prozessdesign und zur Betriebsführung;
- Optimierung der Gesamtprozessführung.
Simulationen seien notwendig, um nicht real abbildbare Prozesse zu optimieren. Wichs Fazit:
- Die Systemintegration von Stahl- und Chemieproduktion verschiebt das Betriebsoptimum;
- Die Prozessführung ist stark abhängig von den Wechselwirkungen im System;
- Volatile Einspeisung Erneuerbarer Energien und schwankende Strompreise erhöhen die Komplexität der Simulation;
- Aber: Simulation ist notwendig zur technischen und wirtschaftlichen Implementierung des Gesamtsystems.