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01.12.2023
Nachhaltigkeit & CO2-Neutralität
Expertenwissen
Die Kosten nachhaltigerer Gusserzeugnisse
Lohnt es sich für Gießereibetriebe, von Erdgas auf erneuerbare Energien umzusteigen? Mit dieser Frage haben sich Lucas Pelchen von der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der Universität Bayreuth und Sebastian Müller, Lehrstuhlleiter Gießereitechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, in einer Studie beschäftigt.
Steigende Kosten für fossile Brennstoffe und die Notwendigkeit, die Emissionen bei der Herstellung von Gussteilen zu reduzieren, setzen die Gießereien weltweit unter einen zunehmenden Handlungs- und Innovationsdruck. Aufgrund des scharfen globalen Wettbewerbs in diesem Sektor und der hohen Investitionskosten für alternative Technologien stehen die Gießereien daher unter einem hohen Transformationsdruck, während gleichzeitig die finanziellen Mittel begrenzt sind.
In diesem Artikel werden die wirtschaftlichen und ökologischen Unterschiede zwischen einer konventionellen industriellen Gießereiprozesskette, einer Prozesskette, die auf einem wasserstoffbefeuerten Schmelzofen basiert, und einem vollelektrischen Ansatz, bei dem H2 in einer Festoxidbrennstoffzelle in Strom umgewandelt wird, untersucht.
Um einen unvoreingenommenen Vergleich der vorgestellten Prozessketten zu gewährleisten, werden zunächst die jeweiligen Massenwirkungsgrade mit Hilfe einer absorbierenden Markov-Kette ermittelt, bevor die massenspezifischen Kosten und Emissionen jedes Ansatzes mit Hilfe eines literaturbasierten Prozessmodells berechnet werden. Der Vergleich der Ansätze zeigt vernachlässigbare Unterschiede in Bezug auf Materialverlust und Kosten im jeweiligen Best Case. Allerdings werden für beide H2-Ansätze deutlich höhere Emissionsminima im Vergleich zum biogasbasierten konventionellen Ansatz gefunden, insbesondere für den Einsatz von grünem H2.
Zusammenfassend lassen sich keine signifikanten wirtschaftlichen Nachteile der H2-basierten Ansätze erkennen. Selbst wenn man berücksichtigt, dass der ökonomische Vergleich aufgrund von Bilanzierungsmaßnahmen zu Gunsten von Biogas verzerrt ist, ist der ökologische Unterschied vergleichsweise gering. Die Ergebnisse zeigen, dass die Umstellung der Gießereiindustrie auf nachhaltigere H2-basierte Gießereiprozessketten prinzipiell sinnvoll und finanzierbar ist und daher mittelfristig erreicht werden sollte.
In diesem Artikel werden die wirtschaftlichen und ökologischen Unterschiede zwischen einer konventionellen industriellen Gießereiprozesskette, einer Prozesskette, die auf einem wasserstoffbefeuerten Schmelzofen basiert, und einem vollelektrischen Ansatz, bei dem H2 in einer Festoxidbrennstoffzelle in Strom umgewandelt wird, untersucht.
Um einen unvoreingenommenen Vergleich der vorgestellten Prozessketten zu gewährleisten, werden zunächst die jeweiligen Massenwirkungsgrade mit Hilfe einer absorbierenden Markov-Kette ermittelt, bevor die massenspezifischen Kosten und Emissionen jedes Ansatzes mit Hilfe eines literaturbasierten Prozessmodells berechnet werden. Der Vergleich der Ansätze zeigt vernachlässigbare Unterschiede in Bezug auf Materialverlust und Kosten im jeweiligen Best Case. Allerdings werden für beide H2-Ansätze deutlich höhere Emissionsminima im Vergleich zum biogasbasierten konventionellen Ansatz gefunden, insbesondere für den Einsatz von grünem H2.
Zusammenfassend lassen sich keine signifikanten wirtschaftlichen Nachteile der H2-basierten Ansätze erkennen. Selbst wenn man berücksichtigt, dass der ökonomische Vergleich aufgrund von Bilanzierungsmaßnahmen zu Gunsten von Biogas verzerrt ist, ist der ökologische Unterschied vergleichsweise gering. Die Ergebnisse zeigen, dass die Umstellung der Gießereiindustrie auf nachhaltigere H2-basierte Gießereiprozessketten prinzipiell sinnvoll und finanzierbar ist und daher mittelfristig erreicht werden sollte.
