Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Kalksandsteinproduktion ist traditionell gepr\u00e4gt. Aufgrund der weiter fortschreitenden Umweltbelastung und der fortlaufenden dramatischen Energiekostensteigerung ist eine intensive Befassung mit dem Thema Energieeinsparung auch f\u00fcr die Kalksandsteinindustrie unbedingt erforderlich. Der Bundesverband Kalksandsteinindustrie e. V. hat deshalb zur Begleitung und Umsetzung von Ma\u00dfnahmen zur Reduzierung der Energieverbr\u00e4uche und der Umweltauswirkungen einen unternehmens\u00fcbergreifenden Expertenkreis Energieeinsparung gegr\u00fcndet. Dabei sollen auch verst\u00e4rkt neue Komponenten und Konzepte zur Steigerung der Energieeffizienz hinsichtlich ihrer Einsetzbarkeit bei der Kalksandsteinproduktion untersucht werden. Die Effektivit\u00e4t der verschiedenen technischen M\u00f6glichkeiten und deren Kombinationen ist jedoch aufgrund fehlender Daten \u00fcber die komplexen Energiestr\u00f6me noch nicht ausreichend bekannt und soll deshalb mit einem gemeinschaftlichen und unternehmens\u00fcbergreifenden Forschungsprojekt ermittelt werden, so dass organisatorische und technische Empfehlungen f\u00fcr Ma\u00dfnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs m\u00f6glich sind. Deshalb wurde ein Forschungsprojekt zur systemati-schen Ableitung von technischen Ma\u00dfnahmen zur Reduzierung der Energieverbr\u00e4uche gestartet, mit dem umsetzbare und praxisnahe Musterl\u00f6sungen als Vorlage f\u00fcr alle 85 Kalksandsteinwerke in Deutschland dienen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt untergliedert sich in 4 aufeinander aufbauende Arbeitspakete:
\n\tArbeitspaket 1: Bestandsaufnahme in 8 f\u00fcr die deutsche Kalksandsteinindustrie repr\u00e4sentative Kalksandsteinwerke (Erfassung der Anlagentechnik und der Energieverbr\u00e4uche)
\n\tArbeitspaket 2: Physikalische Modellbildung des Kalksandsteinproduktionsprozesses und Implementierung eines modularen Simulationswerkzeuges
\n\tArbeitspaket 3: Einsatz des Simulationswerkzeuges zur Ableitung von technischen Ma\u00dfnahmen f\u00fcr die Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen
\n\tArbeitspaket 4: Ans\u00e4tze f\u00fcr technische Anlagenoptimierungen unter Ber\u00fccksichtigung von betriebli-chen Aspekten<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Kalksandsteine werden aus den nat\u00fcrlichen Rohstoffen Kalk, Quarzsand und Wasser hergestellt. Die Erzeugung erfolgt in gespannter Wasserdampfatmosph\u00e4re durch eine Autoklavh\u00e4rtung verdichteter Rohlinge bei einer Temperatur von rd. 200 \u00b0C und einem Druck von rd. 16 bar. Hierbei entstehen Calciumsilikathydrate, die die Sandk\u00f6rner zu einem dauerhaften Ger\u00fcst verbinden. Zur Herstellung von Kalksandsteinen wird derzeit im Durchschnitt eine Energiemenge in H\u00f6he von etwa 120 kWh\/t (elektrischer Strom und Heizenergie) ben\u00f6tigt. Die erforderliche Energiemenge h\u00e4ngt von der Art und dem Umfang der technischen Ausstattung, der Fahrweise, der Anzahl der Schichten und vor allem auch von der marktbedingten Auslastung der Werke ab. Die Wirksamkeit von technischen und organisatorischen L\u00f6sungen zur Reduzierung des W\u00e4rmeenergieverbrauchs sind also stark werksabh\u00e4ngig. Hinzu kommt, dass der Auslastungsgrad der Kalksandsteinwerke derzeit konjunkturell gering ist. In zahlreichen Kalksandsteinwerken wurde eine Bestandsaufnahme der technischen Ausr\u00fcstung und der Energieverbr\u00e4uche durchgef\u00fchrt, wobei Jahres-, Monats- und Wocheng\u00e4nge ber\u00fccksichtigt wurden. Hier zeigte sich ein relativ heterogenes Bild. Anschlie\u00dfend wurde der Produktionsprozess hinsichtlich seiner thermischen Beschaffenheit analysiert. Dabei wurde sowohl ein Einzelautoklav als auch eine Autoklavengruppe n\u00e4her betrachtet.
\nIm n\u00e4chsten Schritt wurden Optionen zur Steigerung der Energieeffizienz (z. B. thermische Energiespeicher, R\u00fcckgewinnung und Nutzung von Niedertemperaturenergie und Abw\u00e4rme) abgeleitet. Als Ans\u00e4tze zur Anlagenoptimierung sind kurz-, mittel- und langfristige Ma\u00dfnahmen zu unterscheiden.
\nIn dieser Studie wurde insbesondere auch auf neue Technologien hingewiesen, deren Einsatz in der Kalksandsteinindustrie noch nicht erprobt ist. Die jeweils angedachte Technik ist derzeit noch nicht verf\u00fcgbar und vor einer Anwendung ist eine jeweilige Entwicklung\/Anpassung an individuelle betriebsspezifische Gegebenheiten in den einzelnen Kalksandsteinwerken erforderlich. S\u00e4mtliche oben genannten Ma\u00dfnahmen sind in diesem Sinne derzeit noch als Forschungsergebnisse theoretisch zu betrachten und bed\u00fcrfen im Fall einer Realisierung, je nach Art, eine Abstimmung mit den zust\u00e4ndigen Aufsichts- bzw. \u00dcberwachungsbeh\u00f6rden. In allen F\u00e4llen sind wirtschaftliche Aspekte zu ber\u00fccksichtigen. \u00c4nderungen der Druckbeh\u00e4lteranlage und der Rohrleitungen sowie die Kesselfahrweise sind in jedem Fall zwingend vorher mit den zust\u00e4ndigen Aufsichtsbeh\u00f6rden abzustimmen. Die Anwendung der im Rahmen dieser Untersuchungen ermittelten Grundlagenerkenntnisse auf die Produktionsbedingungen in Kalksandsteinwerken ist in jedem Einzelfall unter Ber\u00fccksichtigung werksspezifischer Gegebenheiten durch eingehende Voruntersuchungen im Kalksandsteinwerk und im Labor zu \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Nach Vorliegen der Kenntnisse \u00fcber die zu erwartende Wirksamkeit der ausgew\u00e4hlten technischen L\u00f6sungen k\u00f6nnen diese im Zuge ihrer Ver\u00f6ffentlichung als Branchenleitfaden der Forschungsvereinigung Kalk-Sand e. V. f\u00fcr alle Kalksandsteinwerke in der Bundesrepublik Deutschland als Mustervorlage dienen. Die Information der Kalksandsteinunternehmen soll zum einen \u00fcber einen praxisorientierten Forschungsbericht erfolgen. Die neuen Erkenntnisse werden in Fachbrosch\u00fcren und bei der Forschungsvereinigung Kalk-Sand e. V. und bei der DLR entsprechend publiziert. Auch werden die Ergebnisse im Internet auf der Homepage der Forschungsvereinigungen und der Industrieverb\u00e4nde abrufbar sein. Des Weiteren werden die Ergebnisse auf Seminaren und Tagungen, insbesondere im Energietechniksektor und in der Kalksandsteinindustrie, sowie im Rahmen von direkten Beratungsgespr\u00e4chen mit den Mitgliedern der Forschungsvereinigungen vorgestellt. Dar\u00fcber hinaus werden die Erkenntnisse bei Vortrags- und Fortbildungsveranstaltungen pr\u00e4sentiert und k\u00f6nnen auf diese Weise in die Praxis \u00fcbernommen werden. Dieses Vorhaben wird durch den projektbegleitenden Ausschuss betreut. Dieser ist \u00fcberwiegend aus Mitarbeitern kleiner und mittlerer Unternehmen aus der Kalksandstein-Industrie zusammengesetzt. Durch die regelm\u00e4\u00dfigen Sitzungen und die durchgehende Kommunikation vor, w\u00e4hrend und auch nach der Laufzeit wurde das jeweils aktuelle Wissen in die Unternehmen und damit auch in die Produktionsst\u00e4tten hineingetragen. Als sinnvolle Erg\u00e4nzung zur Ver\u00f6ffentlichung der Untersuchungsergebnisse ist die Durchf\u00fchrung eines Kalksandstein-Energieeinspar-Workshops (Meisterseminare Kalksandstein 2012 ff.) f\u00fcr die Kalksandsteinindustrie vorgesehen. Dazu werden alle Vertreter dieser Forschungsaktivit\u00e4ten als Referenten eingeladen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Forschungsergebnisse k\u00f6nnen f\u00fcr eine Reduzierung des Energieverbrauchs bei der Kalksandsteinherstellung genutzt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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