Über DESTINY
Das DESTINY Projekt zielt auf den Einsatz von Mikrowellenenergie ab, um eine kontinuierliche Rohstoffaufbereitung zu realisieren, um Prozesse in energieintensiven Branchen funktionell, ökologisch, skalierbar, reproduzierbar und energiesparend zu gestalten. Aufgabenstellung ist es, eine Demonstrationsanlage zur Verarbeitung granularer Rohstoffe unter der Anwendung von Mikrowellenenergie als Alternative zu herkömmlichen Verfahren zu entwickeln. Die DESTINY Anlage ist als modularer Ofen konzipiert und weist signifikante Vorteile hinsichtlich Ressourcen- und Energieeffizienz, Flexibilität, Skalierbarkeit und bezüglich des ökologischen Fußabdruckes auf.
Die Auswirkungen der DESTINY Anwendung auf Prozessstabilität und -effizienz sowie hinsichtlich der Charakteristik von Rohstoffen, Zwischen-, Neben- und Endprodukte werden untersucht, um die industriellen Prozesse in drei Industriesektoren (Zement, Keramik, Stahl) zu verbessern. Neue Aufheiztechnologien, Kontrollsysteme und numerische Simulationswerkzeuge werden genutzt, um das Design und die Funktionalität zu optimieren.
Die industrielle Umsetzung und Nachhaltigkeit der DESTINY Hochtemperatur Mikrowellentechnologie wird durch entsprechende Leistungskennzahlen (KPIs – Key Performance Indicators) und Lebenszyklusanalysen bewertet. Das übergeordnete Ziel ist eine umfassende Nutzung und Marktdurchdringung eines auf dem DESTINY Prozess basierenden Geschäftsmodells. Dazu werden wirtschaftliche Machbarkeitsstudien und Untersuchungen zur Reproduzierbarkeit durchgeführt. Um eine industrielle Umsetzung zu gewährleisten, werden geeignete Vermarktungs- und Verbreitungsmaßnahmen während des Projekts und über die Projektlaufzeit hinaus definiert.
Ziele
Das DESTINY Projekt strebt die Einführung einer neuartigen Hochtemperatur-Mikrowellenanlage zur Materialvorbehandlung im industriellen Maßstab an und bietet eine Reihe an Vorzügen für energieintensive Industriesektoren: geringerer Energieverbrauch, niedrigere Betriebskosten über die Nutzungsdauer und eine höhere Nachhaltigkeit.
Die DESTINY Anlage ist als Ofen mit einem mobilen und modularen Aufbau konzipiert, der einen Prozess vom Rohmaterial zum aufbereiteten Produkt in einem sauberen Arbeitsumfeld sowie eine gesteigerte Flexibilität in der Produktion ermöglicht. Eine Fahrweise in einem Bereich zwischen 10% und 100% der Kapazität soll ohne große Gesamteffizienzverluste möglich sein.
Die gesetzten Ziele sollen in folgenden Bereichen zu einer Steigerung der Effizienz beitragen:
- Kurz- oder langfristige Variation des Energieeinsatzes um ±30% mit erneuerbaren Energiequellen (RES – Renewable Energy Sources) ohne signifikante Verluste in der spezifischen Energieeffizienz
- Steigerung der Energieeffizienz um bis zu 40% in Abhängigkeit von Industriesektor und Produkt
- Verbesserung der Aufheizeffizienz bezüglich der Ressourceneffizienz (Brennstoffnutzung) um über 40%
- Verminderung der CO2-Emissionen um 45% (ohne Berücksichtigung der Stromerzeugung)
- Senkung der OPEX und CAPEX um 15%
ERWARTETE AUSWIRKUNGEN
Die produzierende Industrie ist die treibende Kraft in der europäischen Wirtschaft mit einem Bruttoregionalprodukt von 6.553 Mrd. €, was in etwa 21% des EU-Bruttoregionalprodukts entspricht. In 25 verschiedenen industriellen Bereichen sind europaweit 20% aller Arbeitsplätze (über 30 Millionen) angesiedelt.
Im Hinblick auf ein höheres Umweltbewusstsein, einer strengeren Klimapolitik und schwankenden Energiepreisen müssen Innovationen fortschrittliche und erneuerbare Energielösungen bieten sowie ökologisch effizient und nachhaltig sein.
In industriellen Großbetrieben sind im EU-Raum bereits Technologien, Mess- und Überwachungssysteme eingeführt worden, um den Einsatz an Primärenergie und den Ausstoß an Emissionen zu senken. Um weitere Energieeinsparungen zu erreichen, ist es nun notwendig, energieintensive Prozesse wie Verbrennungen in Öfen zu optimieren. In diesem Sinne wird die in DESTINY vorgestellte Technologie eine entscheidende Rolle einnehmen, um industrielle Aufheizprozesse zu verbessern.
Das DESTINY Konzept kann einen Paradigmenwechsel einleiten: es ermöglicht kleine, günstige Lösungen für neue Prozesse und ist auch für ein Nachrüsten von bestehenden Anlagen geeignet. DESTINY Anlagen sind als modulare Einheiten ausgelegt, um jegliche von Kunden gewünschte Produktionskapazitäten zu erzielen. Aufgrund der kompakten Größe ist eine Produktion je nach Bedarf möglich. Eine hohe Flexibilität bei der Produktion und ein einfacher Transport eröffnen Möglichkeiten für neue Geschäftsmodelle. Darüber hinaus fügt sich das DESTINY Konzept optimal in Energieeffizienz-Strategien der auf erneuerbaren Energien basierenden Elektrizitätsnetze der nächsten Generation ein.
Wegen der Neuartigkeit der Ergebnisse und dem Bedarf an Produkten aus energieintensiven Prozessen wird eine hohe Nachfrage am Markt erwartet.
Ergebnisse
DESTINY ist ein neuer, vielseitig anwendbarer Prozess, der eine ökologische und effiziente Lösung auf Basis der Mikrowellentechnologie für verschiedene Industriesektoren anbietet.
Ziel des DESTINY Projekts ist es, die neue Technologie für die industrielle Produktion nutzbar zu machen und Skalierbarkeit, Reproduzierbarkeit und Prozessstabilität zu gewährleisten. Außerdem wird das vollkommen elektrische DESTINY Modul die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern in energieintensiven Industriesektoren verringern und damit einen wesentlichen Beitrag zum Erreichen der Klimaziele gemäß des Pariser Klimaabkommens leisten.
DESTINY ermöglicht es energieintensiven Industriesektoren, die herkömmlichen Aufheizsysteme zu ersetzen und dabei im Schnitt 30% der Energie einzusparen, die CO2-Emissionen um über 40% zu senken und ebenso den Ausstoß an SOx und NOx zu verringern.
Die erwarteten Ergebnisse des Projekts sind:
- Eine in Containergröße einfach transportierbare, betriebsbereite Mikrowellen-Pilotanlage (Prototyp) mit einer Produktionskapazität von mehr als 20 kg/h pro Ofen mit Betriebstemperaturen über 1000 °C
- Parallel geschaltete Mikrowellenöfen zur Erreichung von Kapazitäten im Bereich von 130 kg/h pro Zelle, um damit industrielle Maßstäbe zu erreichen.
- Energieeinsparungen im Prozess von mindestens 30% (aufgrund der Verwendung der Mikrowellentechnologie sowie durch fortschrittliche Steuerungsmöglichkeiten)
- Reduktion der Betriebskosten zwischen 15% und 30%
- Implementierung eines “switch-and-go”-Konzepts
- Der Aufheizprozess wird im Vergleich zu konventionellen Öfen mindestens 10 Mal so schnell ablaufen.
- Reduktion der SO2-, NOx-, CO- und CO2-Emissionen um mindestens 40%
- Vermeidung von unerwünschten Verbrennungsreaktionen (durch geplante Überwachungs- und Regelungssysteme soll auch Feinstaub weitestgehend reduziert werden)
- Gewährleistung einer sicheren Fahrweise für Betreiber und die Arbeitsumgebung bei allen im Rahmen des Projektes geplanten Mikrowellenanwendungen in Übereinstimmung mit entsprechenden EU Richtlinien und Empfehlungen
- Betriebsanleitungen, Best Practice-Empfehlungen und Arbeitsschutz-Bestimmungen
- Bewertung erfolgskritischer Leistungskennzahlen (KPIs)
Die Funktion des DESTINY Konzepts wird in einer Demonstrationsanlage in Spanien und einer weiteren in Deutschland unter Beweis gestellt. Dabei werden kritische Parameter für die Entwicklung der Technologie in energieintensiven Industriesektoren wie der keramischen Industrie (Pigmente), Zementindustrie (kalziniertem Lehm) sowie die Eisen- und Stahlindustrie (Sinter, Eisenpellets/Eisenschwamm (Direct Reduced Iron, kurz DRI) und Zinkoxid)) evaluiert. Die Umsetzung erfolgt mit zwei Beschickungseinheiten pro Demonstrationsanlage und einem mobilen mikrowellenbasierten Ofenmodul.
Unter Berücksichtigung der Fortschritte im DESTINY Projekt wird eine Verwertungsstrategie entwickelt, um das Potenzial der Ergebnisse zu maximieren. Dabei werden mögliche Verwertungswege, die Zielmärkte und Anwendergruppen analysiert und bewertet sowie alle internen und externen Aspekte aus wirtschaftlicher Sicht beleuchtet.
