März 2024 | Der Dürener Anlagenbauer TS Elino wird am Standort Duisburg-Nord von thyssenkrupp Steel eine Direktreduktions-Versuchsanlage inklusive der zugehörigen Nebenaggregate errichten. Auftraggeber ist das VDEh-Betriebsforschungsinstitut (BFI).
Mit dem Projekt will thyssenkrupp Steel die Forschung zur Direktreduktion von Eisenerz vorantreiben. Das Auftragsvolumen für die Direktreduktionsanlage im Demonstrationsmaßstab beträgt rund 10 Millionen Euro. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) fördert den Bau der Anlage im Rahmen des „Reallabore der Energiewende“-Projekts H2Stahl.
Test unterschiedlicher Direktreduktionsverfahren bei thyssenkrupp Steel
Die Anlage wird unterschiedliche Direktreduktionsverfahren abbilden können und somit eine hohe Flexibilität für die Forschung zur Direktreduktion bieten.
Da sie nicht an ein bestimmtes Verfahren zur Direktreduktion gebunden ist besteht die Möglichkeit, die Anlage technologieoffen mit verschiedene Einsatzmaterialien wie Pellets, Stückerz und Kreislaufstoffen zu betreiben. Vor allem aber ermöglicht die Anlage den Einsatz unterschiedlicher Reduktionsgase wie Wasserstoff, Erdgas sowie der bei der Stahlherstellung anfallenden Mischgase.
Sie wird eine Höhe von etwa 40 Metern erreichen und eine Kapazität von 100 kg/h direktreduziertem Eisen haben. Ausgestattet mit innovativer Mess-, Kontroll- und Regelungstechnik, wird die Versuchsanlage an die Medien- und Infrastruktur des nahegelegenen Carbon2Chem-Technikums angebunden.
Optimierung und Simulation von Industrieanlagen
Das BFI übernimmt die Projektkoordination und ist für den Betrieb der Versuchsanlage verantwortlich, erste Versuchskampagnen sind für Anfang 2026 geplant. So können noch vor Inbetriebnahme der im Bau befindlichen Anlage im Industriemaßstab mit Versuchen zukünftige Betriebspunkte optimiert und die Einbindung der Anlage in den Prozessverbund eines Hüttenwerks simuliert werden.
Zielgrößen der Forschung sind neben CO2-Ersparnis, Produktqualität und Anlagenperformance auch Erkenntnisse zum Anlagenhandling und -sicherheit. Begleitet werden die Versuche durch Simulationen und Sonderuntersuchungen an Reduktionsanlagen im Technikum des VDEh-Betriebsforschungsinstituts in Düsseldorf, was eine Forschung in verschiedenen Maßstäben (Technikumsanlage, Direktreduktions-Versuchsanlage, industrielle Anlage) ermöglicht. Die Versuchsanlage leistet dabei einen wichtigen Beitrag zur industriellen Umsetzung der wasserstoffbasierten Direktreduktion.
Hintergrund
thyssenkrupp Steel beschäftigt rund 26.000 Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen und ist mit einem Produktionsvolumen von jährlich ungefähr 11 Millionen Tonnen Rohstahl der größte Flachstahlhersteller in Deutschland. Das Leistungsspektrum reicht von kundenspezifischen Werkstofflösungen bis hin zu werkstoffnahen Dienstleistungen. Spätestens 2045 soll die Stahlproduktion vollständig klimaneutral sein. Das Projekt tkH2Steel® von thyssenkrupp Steel am Standort Duisburg wird von Bund und Land gefördert.
Das VDEh-Betriebsforschungsinstitut (BFI) mit Sitz in Düsseldorf ist eines der europaweit führenden Institute für anwendungsnahe Forschung und Entwicklung in der Prozessindustrie. Steigende Anforderungen an die Produktqualität, Produktionskosten, CO2-Emissionen und Anlagenauslastung stellen die Stahlindustrie vor neue Herausforderungen. Das BFI unterstützt Unternehmen entlang der kompletten Prozesskette der Stahlherstellung von den Einsatzstoffen zum Endprodukt. Themenfelder sind die CO2-Reduktion & Energieeffizienz, die Prozess- und Prozesskettenoptimierung, die Kreislaufwirtschaft sowie Industrie 4.0 & Messtechnik. Die Transformation der Stahlindustrie begleitet das BFI wissenschaftlich in enger Zusammenarbeit mit der Industrie und Politik. Dies umfasst Aktivitäten zur experimentellen und simulativen Untersuchung der Technologien im Rahmen öffentlich geförderter Forschungsprojekte, aber auch eine Mitarbeit in Initiativen wie IN4climate.NRW oder der wissenschaftlichen Arbeit in SCI4climate.NRW.