CO₂-frei-flex-Al – Neue Ofentechnologie für CO₂-freie Aluminiumproduktion
Zuwendungsempfänger: Trimet Aluminium SE
Projekt: Flexible CO2-freie Herstellung von Aluminium
Branche: Nichteisenmetalle
Projektart: Forschung und Entwicklung
Laufzeit
01.01.2025 bis 31.12.2028
Verortung
Essen – Nordrhein-Westfahlen
Fördervolumen
2.987.667,57 €
Copyright: Trimet Aluminium SE
Jährlich werden weltweit rund 70 Millionen Tonnen Aluminium produziert – Tendenz steigend. Der Werkstoff ist begehrt und kommt etwa bei Getränkedosen oder in der Automobilindustrie zum Einsatz. Bei der energieintensiven Herstellung werden jedoch große Mengen klimaschädlicher Treibhausgase freigesetzt. Der Aluhersteller Trimet forscht daher im nordrhein-westfälischen Essen an einem innovativen Verfahren, um die CO2-Entstehung in der Produktion zu vermeiden.
Die Herausforderung: CO₂-Entstehung durch konventionelle Schmelzflusselektrolyse
Aluminium wird mittels Elektrolyse in Schmelzöfen hergestellt. Hierbei wird die chemische Verbindung Aluminiumoxid durch den Einsatz von elektrischem Strom in seine Einzelbestandteile aufgespalten. Die für diese elektrochemische Reaktion notwendige Anode und Kathode bestehen aus Kohlenstoff, der sich während der Produktion verbraucht und dabei klimaschädliches CO2 freisetzt.
Bei der energieintensiven Aluminiumerzeugung beeinflussen zudem die CO2-Emissionen der Stromerzeugung die Klimabilanz des Werkstoffs. Bislang erfordert die Aluminiumherstellung einen stabilen Stromverbrauch, um die Schmelztemperatur konstant zu halten. Damit die Produktion auch unter Einsatz von erneuerbaren Energien gewährleistet werden kann, forscht Trimet auch am Umgang mit einer variablen Stromversorgung. Das soll die Produktion in energiearmen wie -reichen Phasen ermöglichen.
Copyright: Trimet Aluminium SE
Die Innovation: Pilotanlage für klimafreundliche Aluminiumherstellung
Seit 2022 forscht das Unternehmen mit weiteren Partnern an der Aluminiumherstellung mittels einer sogenannten “inerten Anode”. Die in dem neuartigen Verfahren eingesetzten Anoden und Kathoden bestehen aus einem Material, das beim Elektrolyseprozess Sauerstoff statt Kohlendioxid freisetzt und damit die Emission von klimaschädlichen Treibhausgasen vermeidet. So können die direkten CO2-Emissionen bei der Metallerzeugung auf nahezu null gesenkt werden.
Die bereits gewonnen Erkenntnisse dienen als Grundlage und sollen nun schrittweise zu einer Pilotanlage weiterentwickelt werden. Das Elektrolysesystem wird dabei optimiert, um eine niedrigere Prozesswärme und eine bessere Energieeffizienz zu ermöglichen.
Gleichzeitig soll der Einsatz in einem schwankenden Energiesystem erforscht werden. Mit Prototypen verschiedener Größen wird der Einfluss auf den Elektrolyten und dessen Verhalten im Schmelzofen untersucht. Ziel der Vergleichsproben ist eine Optimierung für einen kommerziell erfolgreichen Betrieb. Nach dem erfolgreichen Abschluss der Pilotphase wird Trimet die Technologie jetzt an drei Elektrolyseöfen unter Produktionsbedingungen erproben.
Copyright: Trimet Aluminium SE
Bei Trimet treiben wir die Entwicklung einer flexiblen, CO₂-freien Aluminiumproduktion voran, um einen nachhaltigen Beitrag für unsere Zukunft zu leisten.
Ausblick: Umstellung auf CO₂-neutrale Ofentechnologie bis 2045
Der Einsatz der inerten Anode soll bis zum Jahr 2040 soweit erforscht sein, dass ein Teil der Produktion vollständig umgestellt werden kann. Der Aluminiumproduzent hat seine Standorte in den vergangenen Jahren so umgerüstet, dass sie flexibel schwankende Strommengen aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen verarbeiten können. Mit der inerten Ofentechnologie bereitet sich das Familienunternehmen darauf vor, Aluminium bis zum Jahr 2045 gänzlich klimaneutral zu produzieren
