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

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 Flexibilitätspotentialen 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, Flexibilitätspotentiale 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 Flexibilitätspotentiale 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.

Den Abschlussbericht können Sie in Form einer zweiteiligen Publikation abrufen:

Flexibilitätsoptionen in der Grundstoffindustrie. Methodik, Potenziale, Hemmnisse

(Teil I, März 2018)

Flexibilitätsoptionen in der Grundstoffindustrie. Analysen, Technologien, Beispiele

(Teil II, August 2019)