Die Dekarbonisierung und Transformation des industriellen Energiesystems ist ein wesentlicher Beitrag für das Erreichen der nationalen und europäischen Klimaziele. In der Industrie wurde bisher auf den Einsatz von CO2-neutralen Technologien anstelle von günstigem Erdgas aus wirtschaftlichen Gründen verzichtet. Doch aufgrund der aktuellen Preisdynamik sind klimaneutrale Technologien wirtschaftlich konkurrenzfähig geworden.
Das AIT Austrian Institute of Technology untersucht im NEFI-Projekt „envIoTcast – Environmentally Friendly Casting“, einem Forschungsprojekt im Automobil-Cluster der oberösterreichischen Standortagentur Business Upper Austria, mehrere Anwendungsfälle von energieintensiven Hochtemperaturprozessen. Dabei werden technisch und wirtschaftlich realisierbare Lösungen für den kurzfristigen und vollständigen Umstieg auf eine nachhaltige Energieversorgung konzipiert. „Wir haben mit NEFI die Möglichkeit, neue Technologien und Lösungen großflächig zu testen", schildert Wolfgang Hribernik, Head of Center for Energy am AIT und NEFI-Verbundkoordinator.
Grüne Gießerei 4.0
Im Projekt envIoTcast wird das moderne, nachhaltige Konzept der Grünen Gießerei 4.0 entwickelt und demonstriert. Die Herstellung von Gussteilen findet in Gießereien in mehreren einzelnen, sequenziellen Schritten statt: Schmelzen, Gießen, Wärmebehandlung und mechanische Bearbeitung. Zurzeit sind die einzelnen Produktionsschritte in heutigen Gießereien allerdings energetisch und informationstechnisch weitgehend voneinander getrennt und es findet keine gesamtheitliche Energieoptimierung statt. Dadurch wird eine vollständige Dekarbonisierung wesentlich erschwert.
Evaluiert werden mehrere Industriebetriebe hinsichtlich eines realisierbaren Umstiegs auf Erdgas-Alternativen. "Mit unseren Labors und Simulationsmethoden sehen wir, welcher Energieträger für den jeweiligen Industrieofen und Produktionsprozess eine klimaneutrale Alternative darstellt", sagt Christoph Zauner, Senior Scientist am AIT und Projektleiter. Herausgefunden wurde unter anderem, dass viele Öfen mit Ökostrom anstatt mit Erdgas beheizt werden können. Bei anderen kann auf grünen Wasserstoff, Biomethan oder synthetisches Methan umgestellt werden. Insbesondere bei hohen Temperaturen über 900 °C ist grünes Methan, das durch Methanisierung oder in Biogasanlagen hergestellt wurde, eine sehr gute Alternative.
"Großes Potenzial bergen zudem die Nutzung von Ofenabwärme und die Digitalisierung der Prozesse, wo bis zu 30 Prozent der Energie gespart werden können", heißt es im Projekt. Die großen Meilensteine des Projekts sind die Erhöhung der Energieeffizienz durch Reduzierung der Wärmeverluste und die verstärkte Abwärmenutzung, zentrale Steuerung der Prozesse sowie die vollständige Dekarbonisierung des verbleibenden Energieverbrauchs durch Umstieg auf CO2-neutrale Primärenergieträger.