Förderprogramm Dekarbonisierung in der Industrie

Die Mission: CO₂-Senke für hochwertige Spezialglasprodukte

Die Glasindustrie gehört zu den energieintensivsten Industriebranchen in Deutschland. Damit steht sie auf dem Weg zur Klimaneutralität im Jahr 2045 vor enormen Herausforderungen. Beim Herstellen von Aluminosilikatglas, das sich aufgrund eines Alkaligehalts von über zehn Prozent durch eine überragende Bruchfestigkeit auszeichnet, entsteht der größte Anteil des Energiebedarfs während des Schmelzprozesses. In feuerfesten Wannen werden die Glasrohstoffe bei Temperaturen von bis zu 1.700 Grad Celsius aufgeschmolzen. Die Schott AG stellt in zahlreichen Schmelzwannen hochwertige Spezialgläser für technische Anwendungen her ─ wie etwa für Kochfelder im Haushalt, die Fassadenbekleidung von Gebäuden oder Spiegel von Weltraumsatelliten. Die Wannen werden bisher hauptsächlich mit den fossilen Energieträgern Erdgas und Heizöl befeuert. Dabei werden große Mengen Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Die deutsche Glasindustrie hat im Jahr 2020 CO₂-Emissionen von rund 3,9 Millionen Tonnen verursacht.

Damit die Glasbranche diese Treibhausgasemissionen künftig vermeidet, müssen die zentralen Prozessschritte der Glasherstellung, insbesondere die Einschmelzung, elektrifiziert werden. Das bedeutet: Die bisher genutzten fossilen Brennstoffe werden so weit wie möglich durch erneuerbaren Strom ersetzt. Wo keine direkte Elektrifizierung möglich ist, werden synthetische Gase auf Basis von Grünstrom zum Einsatz kommen. Die besondere Herausforderung ist es bei dieser Transformation die sehr hohen Ansprüche an die Qualität von Spezialgläsern zu erfüllen. So sind Verfärbungen und Verunreinigungen des Werkstoffs unbedingt zu vermeiden. Bislang können in der komplexen Produktion aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen an Aluminosilikatglas noch keine elektrisch beheizbaren Schmelzwannen eingesetzt werden.

Die Innovation: Elektrifizierung des Schmelzprozesses

Die Schott AG forscht im Zeitraum von zweieinhalb Jahren an einer Pilotanlage zur CO₂-armen Aluminosilikatglasschmelze. Im insgesamt rund 7,44 Millionen Euro umfassenden Projekt „PLANET 1“ wird dafür eine überwiegend elektrisch beheizte Schmelzwanne entwickelt. Die Forschungsarbeit wird am Unternehmensstandort in der rheinland-pfälzischen Landeshauptstadt Mainz geleistet. Der bislang mit Erdgas betriebene Einschmelzprozess bei Aluminosilikatglas soll damit in Zukunft zu mehr als 60 Prozent durch klimafreundlichen Grünstrom erfolgen. In Versuchen unter Laborbedingungen sollen zentrale Größen und Parameter zur Auslegung konzipiert und eingesetzte Materialien der neuartigen Schmelzwanne getestet werden.

Durch ein Umstellen auf dieses klimafreundliche Verfahren könnten rund 60 Prozent der CO₂-Emissionen gegenüber der heute üblichen Aluminosilikatglasschmelze eingespart werden. Wird in Zukunft zudem grüner Wasserstoff als Brennstoff eingesetzt, liegt das Einsparpotential bei 95 Prozent.

Die Chance: Wegweisende Technologie für gesamte Glasindustrie

Die bis 2024 zu erforschenden Anlage soll künftig als eine Referenztechnologie für die gesamte Glasbranche wegbereitend sein. Nach erfolgreichem Abschluss des F&E-Pilotprojekts „PLANET 1“ plant die Schott AG darauf aufbauend einen Antrag auf Förderung zum Bau einer ersten überwiegend elektrisch beheizten Schmelzwanne für Aluminosilikatgläser zu stellen.