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Förderprogramm Dekarbonisierung in der Industrie

Eine industrielle Fabrik mit Arbeitern in Schutzkleidung, die an verschiedenen Maschinen und Geräten arbeiten

PROSPECT Pilot – Pilotanlage zur CO₂-armen Herstellung von Pharmaglas

Zuwendungsempfänger: Schott AG

Projekt: PROSPECT Pilot - Pilotanlage für treibhausgasarme Schmelztechnologie für pharmazeutisches Spezialglas 

Branche: Glasindustrie

Projektart: Anlageninvestition

CO₂-Einsparpotenzial: 12.070 Tonnen CO pro Jahr 

Laufzeit

laufend

01.09.2023 bis 30.09.2026

Verortung

Mitterteich – Bayern

Fördervolumen

14.851.857,44 €

Seit 2021 entwickelt der Glashersteller Schott bereits im Förderprojekt „PROSPECT“ eine vollelektrische Schmelzwanne für Spezialglas in pharmazeutischen Anwendungen. Die Forschung des Technologiekonzerns zur Treibhausgasneutralität bei gleichzeitigem Qualitätserhalt des Spezialglases münden nun im Anschlussprojekt „PROSPECT Pilot“: Am Standort Mitterteich in Bayern wird auf Grundlage der Ergebnisse eine Pilotanlage zur großtechnischen Umsetzung der weitgehend CO₂-freien Herstellung von Pharmaglas errichtet.

Die Herausforderung: Maximale Qualität bei minimalsten CO₂-Ausstoß

Die Glasherstellung ist äußerst energieintensiv. Im Schmelzprozess werden Temperaturen von bis zu 1.700 Grad Celsius benötigt, um Glasrohstoffe zusammen mit einem möglichst hohen Anteil recycelter Scherben in feuerfesten Schmelzwannen zu verflüssigen. Der Energiebedarf dafür wird bisher hauptsächlich mit fossilen Energieträgern wie Erdgas und Heizöl gedeckt. Dabei entstehen große Mengen an Kohlenstoffdioxid. Allein die von Schott betriebenen Pharmaglaswannen verursachen jährlich rund 188.000 Tonnen CO₂-Emissionen. Bislang konnten in der Pharmaglas-Produktion aufgrund der hohen Qualitätsanforderungen noch keine vollelektrischen Wannenheizungen eingesetzt werden. Besonders bei der Herstellung von pharmazeutischem Spezialglas für Ampullen oder Spritzen müssen die einzelnen Prozessschritte und Temperaturen akribisch eingehalten werden, um den Ansprüchen Rechnung zu tragen.

In den vergangenen zwei Jahren forschte Schott in Mainz (Rheinland-Pfalz) an den Herausforderungen des Einsatzes einer elektrischen Schmelzwanne für Pharmaglas. Um die erforderliche Glasqualität beispielsweise in Sachen Blasenfreiheit sicherstellen zu können, muss die Einbringung hoher elektrischer Energie mit einem geringen Elektrodenverschleiß und mit wenig Wechselwirkungen auf die chemische Zusammensetzung des Glasgemisches erfolgen.

In einer solchen Pilotanlage soll erstmalig vollelektrisch pharmazeutisches Spezialglas CO2-arm geschmolzen werden.

Die Innovation: Pilotanlage als nächster Schritt zum Technologiewechsel

Die gewonnenen Forschungsergebnisse erprobt Schott nun im bayerischen Mitterteich in einem innovativen Anlagenkonzept. Im insgesamt rund 36,4 Millionen Euro umfassenden Projekt „PROSPECT Pilot“ wird eine vollelektrische Pilotwanne zur treibhausgasarmen Herstellung von Pharmaglas gebaut. Sie besteht aus zwei beheizungs- und strömungstechnisch voneinander getrennten Prozessräumen: einer vollelektrischen Einschmelzwanne und einem separaten Läuter-Aggregat. Unter Läuterung versteht man bei diesem Industrieprozess das Austreiben von Blasen aus dem fertig geschmolzenen Glas. Während das Schmelzbecken vollelektrisch betrieben wird, wird das Läuterbecken nur unterstützend elektrisch beheizt. Die technische Machbarkeit im großindustriellen Maßstab soll mit dem Bau der Anlage erstmals bestätigt werden.

Die neu konzipierte Anlage könnte – betrieben mit grünem Strom aus erneuerbaren Energien – die Treibhausgasemissionen um etwa 80 Prozent gegenüber der derzeit eingesetzten Technologie reduzieren. Eine vollständige energiebedingte CO₂-Vermeidung wäre möglich, wenn die verbleibende Beheizung im Läuteraggregat über grünen Wasserstoff erfolgt. Dies stellt das zukünftige Potential der Technologie dar, das im Rahmen der Pilotanlage jedoch noch nicht erforscht wird.

Unsere Vision: Glas mit Strom und Wasserstoff schmelzen. Das ist eine Mammutaufgabe mit langjähriger Entwicklungsarbeit. Mit der Pilotanlage schaffen wir einen Meilenstein zur großtechnischen Umsetzung.
Dr. Frank Heinricht, Vorsitzender des Vorstandes der SCHOTT AG
CEO von Schott Dr. Frank Heinricht

Dr. Frank Heinricht, Vorsitzender des Vorstandes der SCHOTT AG

Ausblick: Potential für vollständige energiebedingte CO₂-Vermeidung

Das Investitionsprojekt ermöglicht den Aufbau einer Produktionsanlage im industriellen Maßstab, welche die technische Machbarkeit einer CO₂-armen Herstellung von Borosilicatgläsern demonstrieren soll. Damit wird die elektrische Anlage künftig als Referenztechnologie dieser Spezialglas-Sparte wegbereitend sein. Bei einem Erfolg des Pilotsystems werden die Bestandsanlagen für die Pharmaproduktion von Schott gestaffelt auf das innovative System umgerüstet. Längerfristiges Ziel des Konzerns ist es seine Produktion CO₂-neutral zu gestalten. Der wichtigste Wandel und zugleich die größte Herausforderung ist dabei die Umstellung der Beheizung der Schmelzwannen auf grüne Energieträger wie Grünstrom und Wasserstoff.

Werden auch die verbleibende Brennstoffbedarfe, etwa für die Läuterung, auf grünen – also auf Basis erneuerbarer Energien hergestellten – Wasserstoff umgestellt, stünde dies für eine innovative Zero-Carbon-Schmelztechnologie. Auch grundsätzlich will das energieintensive Industrieunternehmen seinen Beitrag zur Energiewende leisten, indem es künftig vollständig auf Wasserkraft, Windkraft, Solarenergie und Biomasse zum hundertprozentigen Decken des eigenen Strombedarfs setzt.

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