Die Abwärmenutzung gilt vielen Experten als schlummernder Riese der Energiewende. Vor einigen Jahren ermittelten Forscher, dass in der deutschen Industrie ungenutzte Abwärme in einem Volumen anfällt, das für die Heizung von 6 Millionen 2-Personen-Haushalten in Deutschland reichen würde. Im südbadischen Bad Säckingen testet die REMONDIS-Beteiligung Alunova Recycling zusammen mit dem schweizerischen Energieversorger Energiedienst jetzt, wie die Abwärme aus der Pyrolyse von Aluminiumabfällen genutzt werden kann. Dabei wird technologisches Neuland betreten, gibt es doch bisher keine vergleichbare Anlage in Deutschland.
Aluminium gehört schon heute mit einer Quote von 87 Prozent in Deutschland zu den Rohstoffen mit der höchsten Recyclingquote.
Lange standen für Deutschlands Unternehmen Energieeinsparmaßnahmen im Fokus, die schnell und einfach umgesetzt werden konnten. Doch die Dinge beginnen sich zu ändern, sind ambitioniertere CO2-Einsparziele und Energieeinsparung insbesondere für energieintensive Industrien ohne Abwärmenutzung kaum zu erreichen. Neben der Einspeisung in lokale Fernwärmenetze kann Abwärme auch zur Beheizung eigener Objekte des produzierenden Unternehmens, für die Stromerzeugung über eine Turbine oder auch zur Rückführung in die Produktion genutzt werden. Die richtige Technik bei der Abwärmenutzung und ein sinnvoller Einsatz der gewonnenen Energie hängen dabei von Faktoren wie dem Produktionsprozess, der Produktionsenergie und dem Standort ab.
Im konkreten Fall recycelt Alunova aluminiumhaltige Verbundverpackungen, die aus dem Gelben Sack beziehungsweise der Gelben Tonne oder aus der Herstellung von Verpackungsmaterialien stammen. Aluminium gehört schon heute mit einer Quote von 87 Prozent in Deutschland zu den Rohstoffen mit der höchsten Recyclingquote. Das macht mit Blick auf die Energiebilanz Sinn, ist doch die Rückgewinnung von Aluminium mit weniger als einem Zehntel an Energieaufwand verbunden als die Neuproduktion. Mit ihren 43 Mitarbeitenden produziert Alunova jährlich rund 11.000 Tonnen Recycling-Aluminium für verschiedene Einsatzgebiete.
Pyrolysegas nutzen
Der Produktionsprozess ist einfach: Die von den Sortieranlagen der Dualen Systemen angelieferten Ballen mit aluminiumhaltigen Verbundstoffen werden getrennt, Störstoffe und Eisen aussortiert und dann in eine Verbrennungsanlage befördert. Dort werden alle Stoffe außer Aluminium bei rund 700 °C verbrannt. Heizmaterial sind dabei die mit den Verbundstoffen in die Anlage eingebrachten Anhaftungen, Fremdenergie wird hier also nicht eingesetzt. Insgesamt verbraucht Alunova jedoch für den Aufbereitungsprozess, insbesondere für Zerkleinerungsanlagen, Ventilatoren, die Rösttrommel, die Fördertechnik und die Abgasreinigungsanlagen pro Jahr 7.500 MWh Energie.
Zurück bleibt in erster Linie Aluminium in verschiedenem Körnungsgrad. Die gröberen Körnungen werden von Aluminium-Schmelzwerken für die Aluminiumproduktion eingesetzt oder gehen an Stahlwerke als Hilfsstoffe für den Schmelzprozess. Die feineren Körnungen finden überwiegend Anwendung als Gießerei-Hilfsstoffe und bei der Herstellung von Eisenlegierungen.
Im Pyrolyseverfahren entstehen unter anderem auch energiereiche Pyrolysegase. Bisher werden diese Gase verbrannt, um alle Schadstoffe zu zerstören, und anschließend mit Wasser heruntergekühlt. Danach werden die Gase mit Additiven gereinigt, gefiltert und schließlich durch den Kamin in die Luft geblasen. Für die Kühlung wird sehr viel Energie eingesetzt, außerdem wird über den Kamin Wärme an die Umwelt abgegeben.
Alunova-Geschäftsführer Georg Möller betont: „Wenn wir hier erfolgreich sind, kommen wir mit Blick auf das EU-Einsparziel von 55 Prozent bis 2030 für Alunova einen riesigen Schritt voran.“ Allerdings sind im Abgas der hohe Aschegehalt mit Blick auf Verschleiß und Anbackungen und Chlor wegen seiner hohen Korrosionswirkung für jede technische Anlage ein Problem – auch die hohe Feuchte des Gasgemisches ist eine echte Herausforderung.
„Wenn wir hier erfolgreich sind, kommen wir mit Blick auf das EU-Einsparziel von 55 Prozent bis 2030 für Alunova einen riesigen Schritt voran.“
Georg Möller, Alunova-Geschäftsführer
Die Testanlage
Aktuell sind Alunova und Energiedienst in einer fortgeschrittenen Experimentierphase. Auf dem Gelände von Alunova ist 2022 eine Testanlage für 250.000 Euro entstanden. Über das Institut für Technologie (KIT) in Karlsruhe flossen 80.000 Euro Fördergelder des Landes Baden-Württemberg in die Testanlage. Darin wird erforscht, wie die Bedingungen in einem Rekuperator zur Wärmenutzung sein müssen, damit bei der Gewinnung von Strom oder Fernwärme nicht Leitungen und Maschinen verschleißen, sich zusetzen oder chemisch durch Korrosion angegriffen werden. Bisher ist das Ergebnis noch nicht vollkommen zufriedenstellend. “Wir sind aber auf dem richtigen Weg”, betont Möller. Im Sommer sollen die Versuche abgeschlossen sein, dann kann auf der Basis eines Business-Cases entschieden werden, ob tatsächlich eine Anlage in großem Stil gebaut werden kann.
Denn das Potenzial ist erheblich: Alunova könnte mit dem Pyrolysegas so viel Strom erzeugen, dass es 50 Prozent selbst für den Standort nutzte und zu 50 Prozent in das öffentliche Netz einspeiste. Zudem könnte genug Wärme produziert werden, um damit 10.000 Wohnungen in der Umgebung mit der Grundlast an Fernwärme zu versorgen.
Bildnachweise: © Alunova
