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Power2Steel

Eckdaten

Name des Projekts
Power2Steel
Projektkategorie
Lastmanagement und Speicher
Ausführender Partner
Förderzeitraum
01.12.2016 – 20.11.2020
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi.IIIC4)
Standort
Hamburg

Kontaktdaten

Dr. Matthias Weng
Tel.: +49 (40) 7408-463
matthias.weng@arcelormittal.com

ArcelorMittal Hamburg GmbH
Dradenaustraße 33
21129 Hamburg

Projektziele

Konzeptentwicklung und Bewertung einer induktiven Knüppelvorwärmung zur Substitution von Erdgas durch Strom (Power2Steel) in Zeiten von hoher Erzeugungsleistung aus Erneuerbaren Energien mit einem Leistungshub im Bereich von 10 MW.

Power2Steel entspricht einer innovativen Kombination etablierter Technologien. Dabei stellt das dynamische Zusammenspiel der induktiven und erdgasbefeuerten Knüppelvorwärmung in Verbindung mit der Bereitstellung von Regelenergie eine zentrale Herausforderung dar.

ArcelorMittal Hamburg GmbH

Im Fokus

  • Power2Steel: Nutzung von Induktionsspulen zur elektrischen Vorwärmung der Knüppel
Projekthintergrund

Aktuell werden die Knüppel vor dem Walzprozess mittels eines erdgasbefeuerten Wiedererwärmungsofens mit einer mittleren Feuerungswärmeleistung von rund 35 MW von Umgebungstemperatur auf ca. 1.150°C aufgeheizt. Der Durchsatz liegt im Regelbetrieb bei 110 bis 150 t/h, je nach Endabmessung des Walzdrahts. In diesem Prozessschritt könnte als Alternative ein Teil der Vorwärmung der Knüppel mittels elektrischer Energie durchgeführt werden.

Auf diese Weise könnte zu einem gewissen Teil Strom anstelle von Erdgas eingesetzt werden. Das Prinzip Power2Steel fungiert dadurch ähnlich wie Power2Gas als „virtueller Energiespeicher“, da dem Erdgasnetz weniger Erdgas entnommen wird. Das nicht entnommene Erdgas verbleibt als Speichermedium im Erdgassystem. Die Aktivität Power2Steel dient damit ebenfalls einer Flexibilisierung des Stromverbrauchs. Die technisch sinnvollste Variante für eine elektrische Vorwärmung von Knüppeln ist die Nutzung von Induktionsspulen. Die Energieübertragung mittels Induktion bietet den Vorteil eines hohen Wirkungsgrades und eines geringen anlagentechnischen Aufwandes, da die Wärme direkt im Knüppel entsteht und somit keine aufwändige Wärmeübertragung notwendig ist.

Innovativ ist der Einsatz dieser Technologie zur Vorwärmung vor einem konventionellen Ofen, was den Einsatz als flexible Last und letztlich durch Einsparung von Erdgas indirekt als Stromspeicher ermöglicht.

Projektschritte
  • Entwicklung verschiedener Konzepte zur Installation einer induktiven Knüppelvorwärmung vor dem gasbefeuerten Wiedererwärmungsofen der AMHH unter Berücksichtigung der werksspezifischen Randbedingungen
  • Erstellung von Simulationsmodellen zur induktiven Knüppelerwärmung, zum Gasofen mit Heißeinsatz sowie zur Kopplung der beiden Modelle mit dem Ziel, die verschiedenen Konzepte hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die eingesetzten Knüppel und den Wiedererwärmungsofen zu bewerten
  • Auswahl des favorisierten Konzeptes für die Installation einer induktiven Knüppelvorwärmung vor dem Wiedererwärmungsofen der AMHH
  • Grobe Projektierung des favorisierten Konzeptes
  • Analyse verschiedener Vermarktungsmöglichkeiten und des Erlöspotentials
Erwartete Ergebnisse

Am Ende der Projektlaufzeit von NEW 4.0 wird ein belastbares Konzept für die Realisierung der induktiven Knüppelvorwärmung inklusive detaillierter Wirtschaftlichkeitsberechnung stehen. Power2Steel soll im Anschluss bei gegebener Wirtschaftlichkeit realisiert werden.

Aktueller Stand

Es wurden verschiedene Konzepte zur Installation einer induktiven Knüppelvorwärmung vor dem gasbefeuerten Wiedererwärmungsofen unter Berücksichtigung der werksspezifischen Randbedingungen auf ihre Eignung hin geprüft.

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