Detaillierte Ausarbeitung verschiedener Szenarien zur Erreichung der Treibhausgasneutralität in einem Unternehmen
Aufgabenstellung:
Die Transformation von Unternehmen in Deutschland, mit dem Ziel, 2045 klimaneutral zu sein, wird von vielen Herausforderungen begleitet und erfordert die Betrachtung aller Prozesse im Unternehmen.
Ein Zwischenziel stellt die Reduktion von 40 % des THG-Ausstoßes innerhalb von 10 Jahren dar.
Zielstellung:
Ersatz aller fossilen Brennstoffe und sonstiger klimawirksamer Gase (wie z.B. Kältemittel) mit treibhausgasneutralen Alternativen.
Lösungsweg:
Die Grundlage des Tranformationsplanes bietet die Treibhausgasbilanz des Unternehmens.
Auf dieser Basis werden alle Prozesse analysiert und die größten Einsparpotentiale identifiziert. Es werden spezifische Maßnahmen formuliert, mit denen der Treibhausgasausstoß reduziert wird.
Ergebnis:
Ein detaillierter Abschlussbericht, welcher dem Unternehmen einen groben Plan liefert, mit welchen Maßnahmen und in welcher Reihenfolge sich signifikante Treibhausgaseinsparungen kostenoptimiert erreichen lassen.
Verfahrensentwicklung:
Trocknung von wassergeschlichteten Formen für den Groß- und Mittelguss
Ausgangsstellung:
Verwendung von Schlichte auf Alkoholbasis mit den Problemen Gesundheitsbelastung für die Mitarbeiter. Verwendung eines Gefahrenstoffes bei der Lagerung, dem Handling der und Verarbeitung mit den damit verbundenen Risiken Brand- und Explosionsgefahr. Belastung der angrenzenden Grundstücke (Gewerbe-Misch-Gebiet)
Zielstellung:
Substitution der Alkoholschlichte durch Schlichte auf Wasserbasis und einer Kapazitätssteigerung bei örtlich begrenzten Verhältnissen
Entwicklung eines energetisch effizienten Trocknungsverfahrens mit moderaten Temperaturen, welches sich vom marktüblichen Umluftverfahren mit hohen Temperaturen unterscheidet. Verringerung der thermischen Belastung des Formstoffes
Lösungsweg:
Theoretische Betrachtungen eines Lösungsansatzes für in Frage kommenden Trocknungsverfahren.Errichtung eines Versuchsstandes zur Validierung des theoretischen Prozessmodells (Prallströmung)
Scale-up des Versuchsstandes für die Ermittlung der optimalen Prozessparameter unter Berücksichtigung der Formengeometrie (Luftgeschwindigkeit, Düsengeometrie, Düsenabstände, …) Errichtung eines 1:1 Versuchsstandes beim AG mit realen Gussformen als Funktionsnachweis
Ergebnis:
Bau von 3 Trocknern für das gesamte Gussformenprogramm und der Kerne, incl. Beschickungs- und Leittechnik
Kurze Trocknungszeiten von 30 bis 60 min
Geringe Oberflächentemperaturen, die eine Weiterverarbeitung direkt nach dem Trocknungsprozess ermöglichen
Produktentwicklung
Kontinuierliche Online-Messung der Produktfeuchte von Zuckerrübenschnitzeln
Ausgangsstellung:
Eingangsfeuchte der Zuckerrübenschnitzel in den kontinuierlich arbeitenden Wirbelschichttrockner ist von entscheidender Bedeutung für den Prozess. Schwankung dieser Größe ist aufgrund des Naturproduktes und vorgeschalteter Prozesse nicht auszuschließen
Bestimmung der Feuchte erfolgt im Labor im Rhythmus von mehreren Stunden und steht somit als wichtige Prozessregelgröße nicht zur Verfügung
Zielstellung:
Entwicklung eines kontinuierlichen, zuverlässig arbeitenden Messsystems, um auf Produktschwankungen sofort reagieren zu können
Lösungsweg:
Experimentelle Aufnahme der Prozessparameter an laufender Anlagentechnik. Ermittlung der Strömungsverhältnisse im Autoklaven auf Basis der gewonnenen Daten durch CFD-Betrachtung
Erstellung eines Berechnungsmodells zu den Wärmeübergangs- und Durchgangsbedingungen Validierung der Berechnungsergebnisse anhand experimenteller Untersuchungen an der Produktionsanlage. Erstellung einer Simulationssoftware mit entsprechender Bedienoberfläche nach Kundenanforderungen
Ergebnis:
Optimierungsuntersuchungen des AG mittels erstellter Simulationssoftware. Erhöhung der Fertigungskapazität im Autoklavenprozess ohne eine Erweiterungsinvestition tätigen zu müssen
Optimierung sämtlicher Autoklavenprozesse im Unternehmensverbund an anderen Standorten
Prozessoptimierung
Verbesserung der Abscheideleistung von CO2 – Gaswäschern
Ausgangsstellung:
Unzureichende Abscheideleistung von Kolonnen bei der Druckwasserwäsche zum Entfernen von CO2 aus Biogas zur Einspeisung in das Gasnetz.
Zielstellung:
Leistungssteigerung der Anlage für die Erreichung der erforderlichen CO2-Konzentration im Biogas bei der vertraglich vereinbarten Biogasmenge.
Lösungsweg:
Überprüfung der installierten Technik und Ermittlung der prozesslimitierenden Ursachen durch:
Modellierung des chemisch/physikalischen Prozesses
Validierung des Modells anhand von aufgenommenen Prozessparametern
Finden der der erforderlichen Prozessparameter durch Prozesssimulation
Erarbeiten eines Maßnahmeplans unter Berücksichtigung von wirtschaftlichen und technischen Rahmenbedingungen
Umbau / Ergänzung von Anlagenkomponenten und Änderungen des Regelungskonzeptes
Ergebnis:
Erreichen der notwendigen Methankonzentration zur Einspeisung des Biogases in das Gasnetz bei Erhöhung der Gesamtanlagenleistung über die Gesamteinspeisemenge
Produktentwicklung
Beschichtung von Chrompartikeln mit Kupfer
Zielstellung:
Herstellung einer vollständigen und gleichmäßigen Beschichtung von Chrompartikeln (D50 = 0,08 mm) mit Kupferpartikeln (D50 = 0,005 mm). Die Schichtdicke soll ca. 10 µm betragen.
Lösungsweg:
Herstellung einer sprühfähigen und stabilen Suspension aus den Kupferpartikeln und einer Binderlösung.
Versuche zum Coating der Chrompartikel mittels verschiedener Verfahren unter Variation der Anlagenparameter.
Auswertung der Versuche durch REM-Aufnahmen und Partikelgrößenmessung der erzeugten Produkte und Bewertung der Ergebnisse.
Ergebnis:
Im Rahmen der Versuche konnte eine Anlagenkonfiguration ermittelt werden, bei der die Chrompartikel gleichmäßig und vollständig beschichtet wurden. Die Untersuchung der Produkte ergab eine mittlere Schichtdicke der aufgebrachten Kupferpartikel von 10 µm. Der Massenanteil des Kupfers im Endprodukt betrug ca. 35 %.
Treibhausgasbilanzen
Bilanzierung von CO2-Äquivalente im Scope 1, 2 (und 3 falls gewünscht) im gesamten Unternehmen
Aufgabenstellung:
Die Treibhausgasbilanz wird mittlerweile nicht mehr nur als Aushängeschild von besonders sparsamen Unternehmen genutzt sondern ist teilweise zur Erfüllung spezieller Nachhaltigkeitsanforderungen durch bestimmte Stakeholfer vorzulegen.
Zielstellung:
Bilanzierung aller Treibhausgasäquivalente für Scope 1 und 2. Bei Bedarf können auch Scope 3 Emissionen bilanziert werden, hier erfolgt eine Auswahl von relevanten Bereichen, in denen Emissionen betrachtet werden sollen.
Es kann ein kompletter Carbon Footprint erstellt werden, wenn gewünscht auch ein Product Carbon Footprint.
Lösungsweg:
Auf Grundlage des Energie- und Ressourcenverbrauchs wird eine Treibhausgasbilanz des Unternehmens erstellt.
Es werden alle Prozesse analysiert und die CO2-Äquivalente identifiziert. Dazu gehört die Verbrennung von fossilen Brennstoffen, der Ausstoß von klimaschädlichen Gasen durch Leckagen (wie Methan, Lachgas, Kältemitteln und ähnliche).
Ergebnis:
Ein detaillierter Abschlussbericht, welcher dem Unternehmen als Nachweis zur Erfüllung von CSRD oder ESG-Richtlinien dient.