Strom aus Abwärme spart im Stahlwerk Geld und CO2

Etwa ein Fünftel der zum Einschmelzen von Stahlschrott benötigten Strommenge ließe sich so wiedergewinnen, berichtet die aktuelle Ausgabe des Forschungsmagazins Pictures of the Future. Bisher war dies kaum möglich, weil die Temperatur und die Menge der Gase schwanken.

Siemens hat deshalb einen Salzspeicher entwickelt, der als Energiepuffer zwischen Stahlofen und Turbine wirkt. Mitte April 2012 ging die erste Pilotanlage in Thüringen in Betrieb, für 2013 ist ein erstes Produkt geplant.

Ein Lichtbogenofen schmilzt Stahlschrott unter etwa 3500 Grad Celsius heißen Lichtbögen, die mittels Hochspannung erzeugt werden. Pro Tonne produzierten Stahls verbraucht eine solche Anlage rund 370 Kilowattstunden Strom. Die Abgase aus dem Prozess sind bis zu 1700 Grad heiß. Ansätze, daraus Strom zu erzeugen, scheiterten bisher, weil während der Stahlherstellung nicht immer gleich viel und gleich heißes Gas anfällt. Dampfturbinen aber brauchen einen kontinuierlichen Dampffluss in einer eng begrenzten Temperaturspanne.

Die Lösung dieser Aufgabe kommt aus der Branche Solarthermie: Siemens VAI Metals nutzt Salzspeicher, wie sie in solchen Kraftwerken verwendet werden. Damit entziehen die Experten dem heißen Abgas die Wärme. Das Salzgemisch heizt sich auf etwa 450 Grad auf. Wasser durchfließt das heiße Salz und der erzeugte Wasserdampf treibt die Turbine an. Wegen der hohen Salztemperatur hat der Prozess einen Wirkungsgrad von 24 Prozent.

Damit übertrifft diese Lösung die zweite mögliche Alternative zur Stromgewinnung im Lichtbogenofen. Sie besteht darin, direkt aus dem Abgas Wasserdampf zu erzeugen und diesen in Druckkesseln zwischenzuspeichern. Salzspeicher sind im Vergleich zu Druckkesseln zudem billiger und sicherer im Betrieb.

Die neue Lösung gewinnt etwa ein Fünftel des im Lichtbogenofen aufgewendeten Stroms zurück und spart so pro Tonne erzeugten Stahls – je nach Strommix – etwa 40 Kilogramm Kohlendioxid (CO2) ein. Bei einer typischen Ofenkapazität von 120 Tonnen ergibt sich eine jährliche CO2-Einsparung von rund 30.000 Tonnen. Der Betreiber der Anlage kann seine Kosten für Strom und CO2-Zertifikate um bis zu fünf Millionen Euro senken. (IN 2012.06.2)