/HyGlass - Wasserstoffeinsatz in der Glasindustrie

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HyGlass - Wasserstoffeinsatz in der Glasindustrie

Gemeinsam mit dem Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. untersucht der BV Glas die Möglichkeit zur Wasserstoffnutzung in der Glasindustrie.

Ausgangssituation

Mit ihrem hohen Wärmebedarf – insbesondere für den Schmelzprozess – gehört die Glasindustrie zu den energieintensiven Industrien. Aktuell werden mehr als 70 Prozent der Energie durch fossile Energieträger wie Erdgas gedeckt, zusätzlich wird CO2 prozessbedingt beim Aufschmelzen der Rohstoffe frei. Bis zu 80 Prozent der Gesamtemissionen sind energiebedingt. Mit grünem – d. h. aus Erneuerbaren Energien hergestelltem – Wasserstoff ließe sich der Anteil der hieraus entstehenden Emissionen vermeiden. Die Nutzung von Wasserstoff als Brennstoff in der Industrie ist längst noch kein technischer Standard, sodass Auswirkungen auf den sehr sensiblen Schmelzprozess der Glasherstellung, die Produktqualität und Schadstoffemissionen noch zu untersuchen sind. Das Projekt erforscht sowohl die Beimischung steigender Wasserstoffanteile zum Erdgas als auch die Nutzung von reinem Wasserstoff als Brennstoff. Hierzu werden verschiedene Experimente an einem Hochtemperaturofen des GWI durchgeführt. Zudem untersuchen die Forschenden mittels umfangreicher Prozesssimulationen und Standortanalysen die Wasserstoffpotenziale für die NRW-Glasindustrie.

Vorgehensweise

Ziel dieses Projektes ist, Möglichkeiten zur Substitution des fossilen Brennstoffs durch grünen Wasserstoff entlang der gesamten Glasherstellungskette aufzuzeigen.

Im ersten Schritt werden verschiedene Zumischungsraten (Szenarien) für die einzelnen Prozessschritte definiert, die im weiteren Verlauf hinsichtlich einer möglichen Umsetzung untersucht werden. Hier gibt es zwei Aspekte, die im Fokus stehen: Die Auswirkungen auf die Verbrennung sowie der Einfluss von Wasserstoff auf die Glasqualität. Die experimentellen Untersuchungen werden an einem Versuchsofen durchgeführt. Die Auswirkungen der Wasserstoffzumischung auf die Verbrennungseigenschaften in einem realen Ofen werden ausschließlich mittels numerischer Simulationen betrachtet. In einem letzten Schritt werden alle erzeugten Ergebnisse im Gesamtkontext betrachtet, bewertet und das tatsächliche Potenzial für den Einsatz von Wasserstoff in den einzelnen Prozessschritten für die verschiedenen Szenarien skizziert. Die wissenschaftlichen Untersuchungen zielen darauf ab, einen Überblick und ein besseres Verständnis für die Herausforderungen bei Einsatz von Wasserstoff in der Glasindustrie zu schaffen.

Glasherstellung

Erwartete Ergebnisse

  • Charakterisierung der einzelnen Prozessschritte entlang der gesamten Glasherstellungskette und Skizzieren von Möglichkeiten Wasserstoff zu integrieren.
  • Potenzialanalyse mit GIS zur Ermittlung von vorhandenen und potenziellen Standorten mit Wasserstoffquellen.
  • Untersuchungen des Einflusses auf die Glasqualität.
  • Charakterisierung des Verbrennungsverhaltens bei Zumischung von Wasserstoff (Erdgas-Wasserstoff-Mischungen) im Glasschmelzofen und Darstellung von CO2-Ersparnissen für die betrachteten Szenarien.
  • Gewährleistung einer sicheren und zuverlässigen Anbindung von Wasserstoff in Glasschmelzwannen.

Kontakt

Bundesverband Glasindustrie e.V.
Hansaallee 203
40549 Düsseldorf

Telefon: +49 (0)211/ 902278 - 20
E-Mail: info(at)bvglas.de
Internet: www.bvglas.de