Energieeffizienz und Innovation durch Kraft - Wärme - Kopplung bei Holcim Romania Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgasen von Zementfabriken

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1 Kraft. Leistung. Leidenschaft. Energieeffizienz und Innovation durch Kraft - Wärme - Kopplung bei Holcim Romania Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgasen von Zementfabriken

2 Holcim Romania - Mitglied der LafargeHolcim Gruppe (Lafarge und Holcim fusionierten am 15 Juli 2015) 90 Länder Angestellte > Geschäftsstellen (über Betonwerke, über 600 Aggregatwerke, über 180 Zementfabriken und 70 Mahlwerke)

3 Holcim Romania: 18 Jahre nachhaltige Entwicklung in Rumänien Wirtschaftliche Leistung Soziale Verantwortlichkeit Umweltleistung

4 Über EUR 700 Mio. investiert in die besten verfügbaren Techniken (BVT) = Beweise für nachhaltige Entwicklung der Holcim gegenüber Rumänien Gesamtinvestitionen : 700 Millionen Euro Ecovalor 32 Mio. Eur Campulung 282 Mio. Eur Alesd 180 Mio. Eur Beton und Aggregat 92 Mio. Eur Logistik 73 Mio. Eur Modernisierung und Energieeffizienz Umweltschutz Abfallmitverarbeitung Geschäftsentwicklung und Produktportfolio Gesundheit und Sicherheit bei der Arbeit Unternehmerische Gesellschaftsverantwortungsprojekte

5 Holcim Romania - 18 Jahre mit den besten verfügbaren Techniken Vorher Nacher Umfassende Sanierungsprogramme wurden mittels der Nutzung der besten verfügbaren Techniken umgesetzt Sämtliche Investitionen hatten folgende Ziele: Emissionensenkung Betriebszuverlässigkeitswachstum Senkung des typischen Energieverbrauchs pro Produkttonne Sanierung der genutzten Gebiete 5

6 Specific thermal consumption [MJ/t clk] Specific electric consumption [kwh/t cem] 18 Jahre Modernisierung und Wirtschaftlichkeit 2001: 2 Öfen (kleine) - feucht 5 Öfen (kleine) - trocken, Stufenschaltung 2012: 2 Öfen (groß) - trocken, Stufenschaltung und Vorkalzinator 5,000 Rote Linie Wärmeenergie ~25% des typischen Energieverbrauchs Blaue Linie Strom 135 4, , ,

7 ... und Stromerzeugung ohne fossile Brennstoffe und ohne Emissionen Umsetzung des Projekts Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgasen in der Zementfabrik Aleșd 0 fossile Brennstoffe werden durch die neue Stromenergieanlage verwendet 0 Emissionen (CO2, Staub, NOx, SO2 etc) werden in der neuen Anlage erzeugt 15% des Stroms der Fabrik von Aleşd wird durch die neue Anlage erzeugt 15 Millionen Euro - Investitionswert 7

8 Herstellung von Zement Kalk und Ton / Marn Brennstoffe MIC Klinker Zement Gewinnung und Vorbereitung der Rohstoffe (Kalk und Ton / Marn) 2. Klinkerherstellung - Pyroprozessierung der Rohstoffe 3. Zementherstellung - Mahlen des Klinkers mit Mineralkomponenten (MIC)

9 Energieverbrauch für das Zementherstellungsverfahren Rohstoffe Rohstoffe Klinker + Mineralkomponenten Zement Brennen der Rohstoffe Klinker ~ 20% Stromverbrauch - davon: Stromverbrauch ~ 30% für die Klinkerherstellung ~ 70% für die Vorbereitung (Mahlen) der Rohstoffe und Herstellung (Mahlen) des Zements ~ 80% Wärmeenergieverbrauch

10 Anlage für die Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgasen von Aleșd: Betriebsweise: Kühlturm ORC Anlage Wärmetauscher Generator + Turbine Ofenfilter Kühlfilter Klinkerofen (K) Wärmetauscher Druckwasserkreislauf Thermölkreislauf Verbrennungsgase Fluss Fluss ORC Kühlfilter

11 Industrielle Kraft - Wärme - Kopplung Dieses Energieeffizienzwachstumsverfahren ist auch unter der Bezeichnung Industrielle Kraft - Wärme - Kopplung bekannt (Simultane Erzeugung von Wärme - für den industriellen Prozess - und Strom) und es kann in energieintensive Industrien eingesetzt werden, aus denen wärmetragende Abgase entstehen, Wärme die anschliessend in Strom umgewandelt werden kann. Die Anwendung dieser Technik im Zementsektor ist relativ neu und hat sich hauptsächlich in Asien entwickelt, im Projektrahmen des Mechanismus für umweltverträgliche Entwicklung des Kyotoprotokolls, eines der Hauptvorteile ist die Senkung der Treibhausgsemissionen. Gegenwärtig existieren etwa 900 derartige Systeme weltweit in der Zementindustrie (die meisten in Asien), 98 % davon verwenden überhitztes Wasser als Übernahmeträger der Abwärmeenergie.

12 Innovation und nachhaltige Entwicklung Bei Ciment Alesd - erste Anlage der Welt die Wärmeenergie aus Abgasen in einer Zementfabrik zurückgewinnt - sowohl von dem Vorwärmer als auch von Kühler unter Verwendung des Organic Rankine Cycle (ORC) als Wärmeaustauschträger. ORC - bewiesene Technik, aber noch nicht in der Zementindustrie! Höchsteffiziente Wärmeenergierückgewinnung bei niedrigen Temperaturen Anmerkung: In den bereits optimierten Zementherstellungsverfahren, die mit den besten verfügbaren Techniken betrieben werden, wie diejenigen in den Zementfabriken von Holcim Romania, ist die Temperatur der Abwärme tragenden Gase, die sich aus dem Klinkerverfahren ergeben, niedrig. Geringe Instandhaltungskosten und Betriebsstabilität 12

13 Anlage für die Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgasen: Innovativ auch in Detail (recycelte Aggregate in Beton)

14 Umsetzung des Projekts Projekt: Begonnen in der Zementfabrik Alesd im Jahr 2010 Ausgeführt und koordiniert durch rumänische Ingenieure mithilfe von Dienstleistungs- und Anlagenanbietern. Der Anlagenbau in der Zementfabrik Alesd erfolgte zwischen 2011 und 2012, in der zweiten Jahreshälfte von 2012 fanden die technischen und industriellen Tests des installierten Systems statt. Über 300 Personen waren beim Anlagenbau beteiligt, davon waren über 60% Rumänen.

15 Innovationsergebnisse (1) Die Anlage gestattet die Erzeugung von etwa 15% des notwendigen Stroms für die Zementfabrik ohne Brennstoffverbrauch und ohne zusätzliche Emissionen (Treibhausgase, Staub, NOx, SO2) des Herstellungsverfahrens von Zementklinker und trägt somit zu folgendem bei: Senkung der Abhängigkeit der rumänischen Gesellschaft von fossilen Brennstoffen und wirtschaftliche Nutzung der Rohstoffe - mittels der Einsparung von fossilen Brennstoffen, die für die Erzeugung von Strom in herkömmlichen Anlagen verwendet worden wären Erreichen der drei europäischen Klima- und Energieziele für 2020 (20 % Treibhausgassenkung, 20 % Energieeffizienzsteigerung und 20 % erneuerbare Energien im Energiemix)

16 Innovationsergebnisse (2) Aufgrund der erworbenen technischen Ergebnisse, wird seit 2013 die Ausbaumöglichkeit dieses Projekts, die Errichtung einer Anlage zur Rückgewinnung der Wärmeenergie von Abgasen auch in Ciment Campulung, erörtert. Bewerbung für Co-Finanzierung (Gruppe gemeinsam mit Dienstleistungs- und Anlagenanbietern) aus den Europäischen Fonds Horizont 2020 für Innovation 2014 Einzige im Energieeffizienzbereich ausgewählte Bewerbung auf europäischer Ebene

17 Gesetzliche Trägheit - Haupthindernis bei der Vervielfachung der industriellen Kraft - Wärme - Kopplung (1) Auf europäischer Ebene: Richtlinie der industriellen Emissionen: Die im Referenzdokument über die besten verfügbaren Techniken für die Zementindustrie eingeschlossene industrielle Kraft - Wärme - Kopplung - 2 Fabriken (Schweden, Deutschland) - aus Mangel an Subventionen (Co-Finanzierung) ist es wirtschaftlich unmachbar Richtlinie bezüglich Energieeffizienz: Erfordert die Untersuchung der Machbarkeit (bei einer Grundaufsanierung einer Industrieanlagen) der Rückgewinnung der Abwärme aus Industrieverfahren - nur für die Nutzung zwecks Sicherstellung des Warmwassers. Eine Co Finanzierung durch Europäische Fonds ist gestattet für Energieeffizienz

18 Gesetzliche Trägheit - Haupthindernis bei der Vervielfachung der industriellen Kraft - Wärme - Kopplung (2) Auf nationaler Ebene: Verspätete Umsetzung der europäischen Richtlinien und Mangel des Verständnisses für den gesamten Energiezusammenhang - Klimaänderungen auf europäischer Ebene und der Beitrag der industriellen Kraft - Wärme - Kopplung Starre Interpretation der vorliegenden Gesetzgebung im Energieerzeugungsbereich: Die Energiehersteller müssen grüne Zertifikate für die gelieferte Energie kaufen, weniger der eigene technische Verbrauch (obwohl der Strom ohne zusätzlichen Verbrauch von fossilen Brennstoffen erzeugt wird) Der eigene technische Verbrauch, ausgelegt als ein Verbrauch, der den Verbrauch der bereits vorhandenen Anlagen in der Zementfabrik ausschliesst (Stromverbrauch der Abwärmeenergiequelle = Klinkeranlage), sondern nur der Verbrauch der Rückgewinnungsanlage von Abwärmeenergie - technisch unmöglich - Perpetum mobile??? Subventionsmangel (Co-Finanzierung Betrieb durch einen Kraft - Wärme - Kopplung - Bonus) und eine ähnliche Behandlung wie die herkömmlichen Stromanlagen (Nichtberücksichtigung der Energieeffizienz und des aus dem Netz gesparten Stroms = Zahlung für grüne Zertifikate für den erzeugten Strom) Rentabilitätsmangel der Investition

19 Was tut Holcim für die Hindernissbeseitigung: Wachstum des Bewusstseins für die Existenz und für das technische Verständnis über solche Projekte zur Energieeffizienz Zusammenarbeit mit den zuständigen Behörden und Machtinhabern zwecks Anpassung der nationalen Gesetzgebung und deren Partikularisierung für derartige Systeme von industrieller Kraft - Wärme - Kopplung, somit: Technischer Eigenverbrauch = Stromverbrauch sämtlicher notwendigen Anlagen für die Erzeugung des Stroms NICHT nur der zusätzlich eingebauten Anlagen (Anlage für die Rückgewinnung der Abwärme = ORC Anlage + Turbine und Generator), Schliesst auch den Stromverbrauch aller Anlagen für die zurückgewonnene Abwärmeenergiequelle (Klinkersystem) ein Co-Finanzierung der Investitionen, Subvention des Betriebs (Kraft - Wärme - Kopplung - Bonus) und gesetzliche Anpassung, die für die Sicherstellung der Rentabilität der industriellen Kraft - Wärme - Kopplungssysteme absolut notwendig ist

20 Beitrag von Holcim zum Erreichen der Ziele der Europäischen Union: und wirtschaftliche Nutzung von Rohstoffen in Rumänien Reduzierung der Treibhausgas- Emissionen um 20% 20% Strom aus erneuerbaren Energien 20% Energieeffizienzerhöhung Wirtschaftlichkeit bei Rohstoffverwendung Beste verfügbare Techniken (BVT) Mitverarbeitung der Abfälle als alternative Rohstoffe Anlage für die Rückgewinnung der Wärmeenergie aus Abgasen

21 Vielen Dank und ich lade Sie herzlich zu......unserer ZUSAMMENARBEIT ein, damit wir die gegenwärtigen und künftigen nationalen, europäischen und globalen Herausforderungen lösen!

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