31.05.2017 | ArcelorMittal Hamburg

New 4.0: ArcelorMittal Hamburg und die Energiewende

Die Energiewende in Deutschland ist ein Jahrhundertprojekt. ArcelorMittal in Hamburg beteiligt sich an der Umsetzung mit zwei "Schaufenster"-Projekten.

Die norddeutsche Region soll 100 Prozent erneuerbar werden: NEW 4.0 – Norddeutsche EnergieWende 4.0

Das Großprojekt NEW 4.0 startete Ende 2016 mit 60 Partnern und soll bis 2020 konkrete Ergebnisse liefern. Es umfasst das Energiesystem der Zukunft in Hamburg und Schleswig-Holstein. Die Projektallianz mit dem gebündelten technologischen Know-how wird mit Bundesmitteln (Sinteg) von 41 Millionen Euro und aus den Ländertöpfen gefördert. NEW 4.0 ist Teil des Förderprogramms „Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende“ (SINTEG).

Zusammenschluss der Wertschöpfungskette

Ziel ist es, in großflächigen „Schaufensterregionen“ skalierbare Musterlösungen für eine umweltfreundliche, sichere und bezahlbare Energieversorgung bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien zu entwickeln und zu demonstrieren.

Akteure aller Sektoren und entlang der gesamten Wertschöpfungskette im Energiesektor haben sich zu NEW 4.0 zusammengeschlossen: Unternehmen aus der Industrie, Netzbetreiber, Energieversorger, Windenergie-Hersteller und -Betreiber, Speicher- und IT-Unternehmen sowie Partner aus Wissenschaft und Landeseinrichtungen.

Die Gesamtstrategie, rund 100 Einzelprojekte und 28 Demonstratoren wurden in einer dreijährigen Vorbereitungszeit entwickelt. Für die Projektsteuerung ist ein sechsköpfiges Führungsgremium (ARGE) aus Wirtschaft und Forschung zuständig. Weitere Informationen finden Sie auf der Projekt-Homepage.

Das Projekt New 4.0 – Time Shift am Elektrolichtbogenofen soll die Flexibilisierung elektrischer Last im Stahlwerk erproben. Das Stahlwerk in Hamburg zieht mit einem Schmelzgang 70.000 kWh Strom. Man kann sich vorstellen, dass das eine große Belastung für das Stromnetz ist. Heute haben Stromnetzbetreiber immer öfter das Problem, Schwankungen im Netz schnell ausgleichen zu müssen. Für die Gewährleistung dieser Netzstabilität sieht das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) auch Anreizleistungen für Unternehmen vor, die viel Strom verbrauchen. Das heißt, das Unternehmen bekommt Gutschriften, wenn es zu bestimmten Zeiten Strom aus dem Netz nimmt oder zu bestimmten Zeiten keinen Strom aus dem Netz nimmt.

Das Projekt bei ArcelorMittal in Hamburg soll nun erproben und bewerten, inwiefern die Flexibilisierung der Stromabnahme möglich und aus technischer und prozessoraler Sicht sinnvoll ist.

Die beiden Teilprojekte finden am Schmelzofen (Projekt Timeshift) und am Hubbalkenofen (Projekt Power to Steel) statt. Dafür sind umfassende Berechnungen, Versuche und Auswertungen notwendig.

Im Drehstrom-Elektrolichtbogenofen werden Schrott und Eisenschwamm mit einer mittleren, elektrischen Schmelzleistung eingeschmolzen. Dieses Einschmelzen ist ein komplexer Prozess, der von einer Vielzahl von Parametern abhängt. Die elektrische Leistung lässt sich durch Einstellung zum Beispiel der Spannung und des Stroms des Lichtbogens variieren. Wenn der sogenannte Arbeitspunkt erreicht ist – also der Punkt, an dem die Rohstoffe am effizientesten im Ofen verarbeitet werden – und der Elektrolichtbogenofen mit einer Leistung von  +/- 10 Megawatt zum Standardarbeitspunkt variabel betrieben werden kann, ist das Ziel des Projekts erreicht. Parallel zu den technischen Problemen werden auch die Vermarktungsmöglichkeiten und die Implementierung geprüft. Am Ende soll Timeshift implementiert sein und je nach geltenden Regularien und Marktbedingungen genutzt werden können.

Bei Power-to-Steel wird eine bereits vorhandene Technik neu genutzt. Bevor die Knüppel aus dem Stahlwerk zu dünnem Draht gewalzt werden können, müssen sie erhitzt werden. Bisher geschieht das mit einem Ofen, der mit Erdgas befeuert wird. Ein Teil des Erdgases soll nun durch elektrische Energie ersetzt werden. So könnten 19.000 Mwh weniger Erdgas pro Jahr verbraucht und als Energiereserve gespeichert werden. Die neue Technologie würde auch die CO2-Emissionen um 7% (3800 Tonnen) pro Jahr senken.

Die Innovation bei Power-to-Steel liegt nicht vorwiegend in der Technologie, sondern in ihrer Anwendung: Denn ArcelorMittal Hamburg wäre der erste Stahlhersteller, der eine flexibel einsetzbare elektrische Vorwärmung im Prozess nutzt.

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