Erster trinationaler Workshop Oberrheinisches Umweltinstitut Nachhaltiges Ressourcenmanagement

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1 Erster trinationaler Workshop Oberrheinisches Umweltinstitut INSTITUT FÜR INDUSTRIEBETRIEBSLEHRE UND INDUSTRIELLE PRODUKTION () Lehrstuhl für Betriebswirtschaftslehre, insbes. Produktionswirtschaft und Logistik Jörn-Christian Meyer, Frank Schwaderer, Magnus Fröhling, Frank Schultmann KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Techno-ökonomische Bewertung von Verfahrensalternativen zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe aus Biomasse im -Verfahren Dezentrale Pyrolyse- Anlagen Biomasse Zentrale Vergasungs- und Synthese-Anlage Flugstromdruckvergasung Gaskonditionierug Kraftstoffsynthese Slurry Rohsynthesegas Synthesegas Synthesekraftstoff

3 Vorgehensweise zur Bewertung industrieller Wertschöpfungsketten Ermittlung einer Basiskonfiguration Modellierung der Stoff- und Energieströme entlang der gesamten Wertschöpfungskette (Stoffflussanalyse, ggf. Prozesssimulation) Rohstoff- und Betriebsmittelströme, Energiebedarfe, Abfall- und Produktströme, Emissionen für verschiedene Teilprozesse Ökonomische Bewertung Investition und Kosten (z.b. Spezifische Herstellkosten) Umsätze und Wirtschaftlichkeit (z.b. Kapitalwert) Ökologische Bewertung Sachbilanz Wirkungsabschätzung Sozio-ökonomische Bewertung Absolute und relative Kennzahlen (z.b. Energieeinsatz pro Bruttoproduktionswert) Risiken (z.b. bzgl. Arbeitssicherheit) Szenario- und Sensitivitätsanalysen

4 Ausgewählte Arbeiten des Stoffstrommanagements Integrierte Transport- und splanung für Recyclingnetzwerke Erhöhung der Ressourceneffizienz in der Eisen- und Stahlindustrie

5 Methodische Vorgehensweise Koks, Kalk, Wasser, Gas Koks, Kohlenstaub, Zuschläge Gichtschlamm Koks, Zuschläge, Wasser DK-Prozess Erz Verdk.-staub Reststoffe Beschreibung der Ist-Situation und Datenerfassung Energie, Stickerstaub Kalk, Sauerstoff, Kalk, Gas, Kohle Kohle Filterstaub Stahl Korb EAF Walz Erz Gas Koks, Zuschläge zunder Walz Stahl Eisen Mischen werk Sinteranlage Hochofen Zink Gicht Schlamm ESP- Rückgut Entsorgung Gichtstaub Wälzrohr Schwefelsäure, Dampf, Luft / Sauerstoff Hydrometallurgische Zinkgewinnung Konzentrat Wasser, Kalk, Koks Zinkstaub Gas, Adsorbens Zinkreststoffe Gas, Koks Sauerstoff Elektrolyte Wälzoxid Zink Produktabscheidung Mischen Wälzrohr Röstung Laugung Reststoffe Jarosit Blei-Silber Konzentrat Wälzrohr Kupfer Wälzrohrschlacke Nebenprodukt Cadmium Elektrolichtbogenofen Nebenprodukt Entsorgung Stoffstrom Prozessschritt externe Kreislaufführung (Szenario) Prozessschritt (modelliert) Entwicklung und Kalibrierung von Flow-Sheet Simulationsmodellen für relevante Aggregate El. Energie Kohle Dolokalk Kalk Zuschläge Filterstaub Sinteranlage Hochofen Konverter E-Filter Gichtstaub Konverterschlacke Integriertes Hüttenwerk Schrott Stickerstaub CO 2 Filterstaub Stahl Koks Multiple lineare Regression zur mathematischen Beschreibung der Prozesse Schrott m m m m Gichtstaub n ZnO FeO 2 3 ZnO CaO Entwicklung eines Optimierungs- bzw. Stoffstrommanagement-Tools Bewertung von Szenarien und Optimierung der Ist-Situation Massen Sinterbandaufgabe CaO SiO2 MgO Rest 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Interne Konverterschlacke [%]