ECHSTO
ECHSTO –Pilotanlage für CO₂-arme Produktion von Technischer Keramik
Zuwendungsempfänger: QSIL Ceramics GmbH
Projekt: ECHSTO – Einführung einer CO2-freien Hochtemperatur-Sintertechnologie für Oxidkeramik
Branche: Technische Keramik
Projektart: Anlageninvestition
CO₂-Einsparpotenzial: min. 60 % weniger CO2-Emissionen pro Jahr
Laufzeit
01.10.2023 bis 31.12.2025
Verortung
Auma-Weidatal – Thüringen
Fördervolumen
1.314.686,73 €
Produkte der Technischen Keramik zeichnen sich durch hohe Festigkeit sowie eine gute elektrische Isolierung aus. Sie werden daher bevorzugt in der Elektrotechnik, Sensorik oder im Anlagenbau eingesetzt. Bei dem energieintensiven Herstellungsprozess werden große Mengen CO2 in Gasöfen freigesetzt. Der Keramikhersteller QSIL Ceramics GmbH baut daher eine elektrifizierte Pilotanlage im thüringischen Auma-Weidatal, mit der eine CO2-arme Fertigungstechnologie erprobt wird.
Die Herausforderung: Erst durch energie- und emissionsintensives Brennen bei hohen Temperaturen entsteht die Festigkeit von Keramik
Um qualitativ hochwertige keramische Hochleistungswerkstoffe herzustellen, sind neben der Auswahl und der Aufbereitung der eingesetzten Rohstoffe die Prozesse des Entbinderns und des Sinterns von zentraler Bedeutung. Beim Entbindern werden dem Rohling durch Verdampfen oder Verbrennen zunächst organische Bindemittel entzogen. Beim anschließenden Sintern erhält die Keramik durch das Brennen bei hohen Temperaturen von bis zu 1.800 Grad Celsius seine Festigkeit. Sinteröfen werden häufig durch Erdgas befeuert und produzieren durch oxidative Verbrennung hohe CO2-Emissionen. Das Sintern ist einer der energieintensivsten Prozesse bei der Herstellung von Keramik.
Die Innovation: Umstellung auf elektrisch beheizte Öfen
QSIL Ceramics plant den Austausch von erdgasbefeuerten Öfen durch elektrisch beheizte, um den CO2-Ausstoß im Herstellungsprozess um ein Vielfaches zu reduzieren. Auch die mit Grünstrom betriebene Alternative muss ein Volumen von mindestens 800 Litern haben und Temperaturen von bis zu 1.800 Grad Celsius erreichen. Für E-Öfen dieser Größe gibt es aktuell noch keine Erfahrungswerte, da sie erst neu konstruiert werden. Der Thüringer Keramikhersteller baut am Standort Auma-Weidatal eine Pilotalage, mit der die technologische Grundlage für die Umstellung auf das klimaneutrale Verfahren geschaffen werden soll.
Neben dem Sinterprozess möchte QSIL Ceramics gleichzeitig die thermische Nachverbrennung elektrifizieren. Bei dem Prozess werden die durch die Entbinderung entweichenden organische Verbindungen und schädlichen Substanzen aus dem Abgas verbrannt. Auch dabei ist Erdgas momentan noch der dominierende Energieträger
Der Ausblick: Keramikproduktion mit eigenem Grünstrom sichern
Zur weiteren Dekarbonisierung der Produktion soll zum Betrieb der Elektroöfen inklusive elektrifizierter Nachverbrennung grüner Strom aus Photovoltaikanlagen genutzt werden. Hierfür wird im Rahmen des Projektes eine Photovoltaikanlage auf dem Werksgelände errichtet und direkt mit dem Strombedarf der Produktion gekoppelt. Durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen für den Betrieb von Elektroöfen und anderen Anlagen kann QSIL Ceramics bis zu 60 Prozent der anfallenden CO2-Emissionen in der Keramikproduktion einsparen. Das innovative Verfahren bietet ein erhebliches Potenzial für die Übertragbarkeit auf ähnliche Branchen.