Energiewirtschaftliche Systemintegration eines CO2-armen Hüttenwerks unter aktiver Anwendung der Sektorenkopplung

Kreth, Nils

• Verlag: Cuvillier Verlag
• Jahr: 2024
• eBook-ISBN:
  9783736969339
• ISBN drucken:
  9783736979338
• Auflage: 1

Gegenstand dieser Arbeit ist die Abbildung der energiewirtschaftlichen Zusammenhänge eines integrierten Hüttenwerks vor, während und nach der Transformation zu einem CO2-armen Hüttenwerk. Ziel sind dabei minimale Energiekosten für Erdgas, elektrische Energie und zukünftig Wasserstoff. Das zu entwickelnde Optimierungsmodell soll die Kuppelgase so verteilen, dass eine hohe Energie- und Kosteneffizienz erreicht wird. Dabei wird der zu deckende Energiebedarf anhand der vorgegebenen Produktionszeitreihen berechnet.Die Daten und Prozessabläufe für die Modellierung stellte die Salzgitter Flachstahl GmbH bereit.

Inhaltsverzeichnis

• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Abkürzungsverzeichnis
• Formelverzeichnis
• 1 Energiesystemmodellierung einer dekarbonisierten Stahlindustrie
• 1.1 Konzepte der Dekarbonisierung
• 1.2 Das SALCOS®-Projekt der Salzgitter AG
• 1.3 Bisherige Untersuchungen zur Dekarbonisierung eines Hüttenwerks
• 1.4 Lineare Modellierung integrierter Hüttenwerke
• 1.5 Ziel und Methodik der Arbeit
• Teil I Energiewirtschaft eines kohlenstoffbasierten Hüttenwerks
• 2 Modellierung der Energiewirtschaft eines Hüttenwerks
• 2.1 Kokerei
• 2.2 Hochofenanlage
• 2.3 Stahlwerk
• 2.4 Walzwerke und Oberflächenbehandlung
• 2.5 Kraftwerk
• 2.6 Sonstige Komponenten
• 2.7 Übergeordnetes Modell des kohlenstoffbasierten Hüttenwerks
• 2.8 Modellvalidierung
• 3 Potenziale zur Energiekostenminimierung
• 3.1 Datengrundlage des Basisszenarios
• 3.2 Brennstoff- und Kraftwerkseinsatz
• 3.3 Bewertung der Flexibilitätsoptionen
• Teil II Flexibilitätsoptionen eines Hüttenwerks im Transformationsprozess
• 4 Modellierung der Komponenten einer CO2-armen Eisenerzeugung
• 4.1 Elektrolyse
• 4.2 Direktreduktionsanlage
• 4.3 Elektrolichtbogenofen
• 4.4 Übergeordnetes Modell des Hüttenwerks in der Transformation
• 5 Flexibilitätspotenziale der Energieverbundwirtschaft
• 5.1 Szenarienerstellung
• 5.2 Auswirkungen der Transformation auf die Brennstoffverteilung
• 5.3 Entwicklung des Energiebedarfs
• Teil III Energiesystemintegration eines CO2-armen Hüttenwerks
• 6 Modell eines zukünftigen Hüttenwerks
• 6.1 Abstraktion des Modells
• 6.2 Modellierung der externen Energiebereitstellung
• 7 Möglichkeiten der Systemintegration
• 7.1 Untersuchte Integrationsszenarien
• 7.2 Systemintegration einer konstanten Stahlproduktion
• 7.3 Systemintegration einer flexiblen Stahlproduktion
• 7.4 Vergleich verschiedener Integrationsszenarien
• 7.5 Schlussfolgerungen am Beispiel des SALCOS®-Projekts
• 8 Zusammenfassung
• Literatur