ZINQ Technologie GmbH
Unternehmensvorstellung
Die ZINQ Technologie bietet ein umfassendes Angebot an Beratung, Unterstützung und Begleitung von Stückverzinkungsunternehmen in allen Fragen der Anlagen- und Prozesstechnik – im täglichen Betrieb, beim Einsatz und Umstellen neuer innovativer und Cradle to Cradle-zertifizierter Stückverzinkungsoberflächen sowie bei Neu- oder Umbauprojekten. Das Leistungsprogramm beinhaltet System- und Technologieentwicklung auch die Lizensierung. Seit mehr als 125 Jahren auf Feuerverzinken und Beschichten spezialisiert, ist die unter der Dachmarke ZINQ zusammengeführte Unternehmensgruppe marktführend im Bereich Korrosionsschutz auf Stahl durch Zink. So werden jedes Jahr an 45 europäischen Standorten über 650.000 t Stahl mit ZINQ vor Korrosion geschützt.
Leistungen
Projekt: Power2ZINQ - Nutzung von Wasserstoff in der Prozesswärme 1. Zielstellung und Einordnung des Projektes Power2ZINQ Ziel des Projektes ist die prototypische Umstellung des Produktionsstandorts Gelsenkirchen mit Prozesswärmeanwendung von Erdgas auf Wasserstoff (Fuel Switch In der Oberflächentechnik). Im Rahmen der erweiterten Zielstellung soll die vollständige Dekarbonisierung des Standortes erfolgen, indem nicht nur das Feuerverzinken als Kernprozess mit Prozesswärmebedarf im Temperaturbereich > 450°C, sondern auch alle Nebenprozesse und Energiebedarfsträger einschließlich sämtlicher Strombedarfe am Standort auf Energie aus grünem Wasserstoff umgestellt werden (Single Fuel Switch). Das Projekt ist eine wesentliche Maßnahme aus der integrierten Innovations- und Nachhaltigkeitsstrategie Planet ZINQ und Meilenstein auf dem Weg zu einer zirkulären Oberflächentechnik durch - klimapositives Lifecycle-CO2-Management (Erfüllen der Selbstverpflichtung aus der Cradle-to-Cradle Zertifizierung); - Erhöhen des klimapositiven Beitrages nachhaltiger Schmelztauchoberflächen auf Stahl durch vollständige Dekarbonisierung des Herstellungsschrittes. 2. Hintergrund Das Projekt soll als prototypische Anwendung im Bereich der Prozesswärme auch einen Beitrag zur Umsetzung der deutschen und europäischen Wasserstoffstrategie leisten. Dabei ist es wesentlich, dass die in der industriellen Prozesswärme benötigten Energiebedarfe weiterhin durch einen gasförmigen Energieträger gedeckt, um die bestehende Anlagentechnik und die Prozessinfrastruktur weiterhin nutzen zu können. Das Projekt soll aufzeigen, dass Wasserstoff eine machbare (low-hanging fruit) Alternative für Erdgas in den meisten Prozesswärmeanwendungen darstellt und damit einen Beitrag leisten kann, dass auch perspektivisch die Energiebedarfe aus der Prozesswärme nicht zusätzlich aus dem fragilen Stromnetz bezogen werden. 3. Projektbeschreibung Power2ZINQ (Single Fuel Switch Feuerverzinken) Wasserstoff als Energieträger kann auf Ebene des industriellen Mittelstandes, hier am Beispiel der energieintensiven Oberflächenveredelung durch Feuerverzinkung, sowohl zur Deckung des Wärmebedarfes in Haupt- und Nebenprozessen (Prozesswärme) als auch zur Erzeugung des notwendigen Stromes zum Betrieb der Anlagen (insbesondere Filter- und Transporteinheiten sowie Drucklufterzeugung), genutzt werden. 3.1. Ausgangspunkt und Projektansatz Die ZINQ Gruppe betreibt an 25 Standorten in Deutschland Verzinkereien. Die für den Prozess der Verzinkung benötigte Energie wird durch Erdgas (ca. 90 %) und Strom (ca. 10 %) gedeckt. Der überwiegende Teil des Erdgases (ca. 85 %) wird zur Befeuerung des Verzinkungsofens (TLuft = 600°C) eingesetzt. Der Restanteil wird zur Unterstützung der Materialerwärmung (TLuft = 120°) und der Medienerwärmung in der Materialvorbehandlung (TWasser = 70°C) genutzt. Elektrische Energie wird im Wesentlichen für die Transporteinheiten (Kräne und Elektrostapler), für die Filtereinheit des Verzinkungsofens sowie für die Drucklufterzeugung und die Beleuchtung eingesetzt. Ziel ist es den gesamten Energiebedarf der Verzinkerei ZINQ Gelsenkirchen GmbH & Co. KG (Strom und Wärme) durch den Energieträger Wasserstoff abzudecken. Des Weiteren wird durch die Möglichkeit der Speicherung eine zuverlässige Energieversorgung (Strom und Wärme) auch in Zeiten der „Dunkelflaute“ sichergestellt, somit die Energieerzeugung von dem Energiebedarf der Verbraucher entkoppelt. ZINQ Gelsenkirchen GmbH & Co. KG würde somit als Pilot im Industriemaßstab für eine Feuerverzinkung mit 100% eigener Energieerzeugung durch Wasserstoff fungieren (Umsetzung ab 2022 möglich) und Innovationsführer im Bereich der CO2-neutralen Prozesswärmeerzeugung durch Wasserstoff werden. 3.2. Teilprojekt 1 (Abdeckung Prozesswärmebedarf durch Wasserstoff) Im Bereich der Prozesswärme (Energiebedarf ca. 13.000.000 kWh/Jahr) wird das bis dato zur Erwärmung des Zinkbades verwendete Erdgas (schrittweise) durch Wasserstoff ersetzt. Die hierzu notwendige Umstellung der Brennertechnik und Anlagensteuerung erfolgt durch einen, ebenfalls in Gelsenkirchen ansässigen Industriepartner (Küppers Solutions GmbH). 3.3. Teilprojekt 2 (Abdeckung Bedarf an elektrischer Energie und Wärme durch Wasserstoff) Die in der Verzinkerei benötigte elektrische Energie (ca. 1.600.000 kWh/Jahr) soll mittels wasserstoffbetriebenem Blockheizkraftwerk (H2 BHKW) vor Ort erzeugt werden. Die gleichzeitig erzeugte Wärme wird zur Unterstützung der Materialvorerwärmung, der Medienerwärmung in der Materialvorbehandlung sowie zur Beheizung und Warmwassererzeugung im Verwaltungs- und Sozialbereich genutzt. Bei einem Bedarf an elektrischer Energie von ca. 600 kW Anschlussleistung ist der Einsatz (in Abhängigkeit der Lastverteilung) von 2 H2 BHKWs mit einer Gesamtleistung (elektrisch) von mindestens 480 kW (2 x 240 kW) notwendig. Überschüssiger Strom kann ins Netz eingespeist und vom Netzbetreiber vergütet werden. 3.4. Qualifikation und Aufgaben Projektpartner (in Planung) Projektpartnerschaften im Anwendungsfall der 100%-igen Dekarbonisierung ZINQ Gelsenkirchen GmbH & Co. KG: • Die ZINQ Gruppe ist eine europaweit tätige mittelständische Unternehmensgruppe mit Tätigkeitsschwerpunkt im Bereich der Oberflächenveredelung von Stahl. Sie beschäftigt etwa 1.700 Mitarbeiter an 45 Standorten in fünf Ländern. ZINQ als Cradle-to-Cradle zertifizierter Vorreiter der Circular Economy setzt mit zirkulärer Qualität (langlebige Produkte, mehrfaches Recycling in der gleichen Qualität) auf eine verstärkte Nachfrage und Bevorzugung von „klimafreundlichen“ Produkten. Die ZINQ Gelsenkirchen GmbH & Co. KG steht als Anwendungspartner für das Projekt zur Verfügung und wird durch Weiterentwicklung der Anlagensteuerung die Gesamteffizienz des Projektes deutlich steigern. • Die Küppers Solutions GmbH (Gelsenkirchen) ist ein mittelständisches Unternehmen aus dem Bereich Thermoprozesstechnik. Schwerpunkt der Geschäftstätigkeit bildet die Optimierung der über 10.000 installierten Anlagen, die mit den Brennern des Unternehmens befeuert werden. Küppers Solutions übernimmt insbesondere die Weiterentwicklung und Analyse der eingesetzten Brenntechnik bei der Zuführung von Wasserstoff und unterstützt durch seine Marktkenntnisse bei der Identifizierung der relevanten industriellen Verfahren für einen breiten Rollout. • Die 2G Energy GmbH (Heek) ist Hersteller und Know-how-Träger von hocheffizienten BHKW auf Basis von Wasserstoff. Weitere Projektpartnerschaften sind denkbar und wünschenswert. 3.5. Zeitplan und Umsetzung Die Phasen des Projekts lassen sich in Planung, Umsetzung, Betrieb gliedern. Die Planungsphase ist abhängig von den ggf. erforderlichen Genehmigungen (ohne Genehmigung ist lediglich das Engineering erforderlich). Die Umsetzungsphase ist von der Bereitstellung des Wasserstoffes, der Lieferzeit der notwendigen Anlagenkomponenten abhängig. Eine Umsetzung des Projektes (bei Genehmigung) erscheint nach derzeitigem Stand innerhalb von 12 bis 18 Monate machbar. 3.6. Kostenplan Für die Umstellung der kompletten Prozesswärme (Verzinkungsofen) auf den Energieträger Wasserstoff sind Investitionen in Ofen- und Brennertechnik sowie der internen Medienversorgung (H2) notwendig. Für die Umstellung auf eine dezentrale Stromerzeugung mittels zwei H2 BHKW mit einer Leistung von je 240 kW elektrisch sind neben den Anschaffungsinvestitionen, Investitionen in die interne Medienversorgung (H2, Strom, Wärme) erforderlich. Um beide Wärmekreisläufe aus direkter Wasserstoffbeheizung (Prozesswärme) und der BHKWs mit dem Ziel der maximalen Effizienzsteigerung zu verbinden bedarf es weiterer Investitionen in intelligente produktionsgesteuerte Systeme. In Summe werden die Investitions- und Entwicklungskosten im Bereich von 4.500 k€ bis 5.500 k€ liegen. Eine genaue Darstellung der Kosten erfolgt im Rahmen des Projektantrages (in Arbeit). 3.7. CO2 Minderungspotential Die für das Projekt betrachtete Verzinkerei hat durch die Energieträger Strom (deutscher Energiemix) und Erdgas eine durchschnittliche CO2-Emission von ca. 3.400 t/a (2.600 t/a aus Erdgas, 800 t/a aus Strom). Bei einer Komplettumstellung der Energiebereitstellung (Wärme und Strom) durch reinen Wasserstoff würde somit dieser Beitrag komplett entfallen. Die Verzinkerei würde 100% CO2 neutral betrieben werden. Bezogen auf alle ZINQ-Standorte in Deutschland würden ca. 30.000 t CO2 (ca. 22.500 t aus Erdgas, ca. 7.500 t aus Strom) nicht emittiert werden. 4. Beitrag zu förderpolitischen Zielen und Notwendigkeit der Förderung Das Projekt „Power2ZINQ (Single Fuel Switch Feuerverzinken)“ leistet einen Beitrag zu mehreren strategischen Zielen der Energiepolitik der Bundesregierung. Auf Basis der Ergebnisse entsteht eine innovative und ganzheitliche Lösung für die Herausforderungen der Energiewende, insbesondere hinsichtlich der Integration „CO2-freier“ Energien im industriellen Nachfragesektor („Die Energiewende voranbringen“). Damit werden Arbeitsplätze gesichert und vor allem für den Mittelstand relevante Verfahren der energieintensiven Metallveredelung modernisiert („Den Industriestandort stärken“). Die entwickelten und umgesetzten neuen systemtechnischen Konzepte erweitern zudem das Spektrum an Technikoptionen für den notwendigen Transformationsprozess der Prozesswärmeversorgung der Industrie und schaffen damit die erforderlichen Gestaltungsspielräume, um in Zukunft auf heute nur schwer absehbare Entwicklungen reagieren zu können („Gesamtgesellschaftliche Risikovorsorge“).
Vertriebsgebiet
International
Kontaktdaten
An den Schleusen 6
45881 Gelsenkirchen
www.zinq.com
E-Mail: janina.stein@zinq.com
Tel.: +49(0)209/9403164
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