Verbesserung der Energieeffizienzbei der Zementherstellung im Holcim-Werk Lägerdorf
Werner Carstensen, Oktober 2018
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Gliederung
• Vorstellung LH Konzern / Holcim Deutschland Gruppe / Werk Lägerdorf
• Erläuterung der Herstellung von Zementklinker / Ofenlayout
• Energie- und Rohstoffbilanz Ofen 11
- Optimierung Ressourceneinsatz / CO2 Minderung
• Sekundärmaßnahmen CO2-reduzierte Zemente
• Zusammenfassung / Ausblick
• Zeit für Ihre Fragen
2Verbesserung der Energieeffizienz, Werner Carstensen, Oktober 2018
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Gliederung
• Vorstellung LH Konzern / Holcim Deutschland Gruppe / Werk Lägerdorf
• Erläuterung der Herstellung von Zementklinker / Ofenlayout
• Energie- und Rohstoffbilanz Ofen 11
- Optimierung Ressourceneinsatz / CO2 Minderung
• Sekundärmaßnahmen CO2-reduzierte Zemente
• Zusammenfassung / Ausblick
• Zeit für Ihre Fragen
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LafargeHolcim Ltd – weltweit tätig und lokal verankert
• LafargeHolcim Ltd ist der global führende
Anbieter von Zement und Zuschlagstoffen
(Schotter, Sand und Kies) sowie
Transportbeton und Asphalt einschließlich
Serviceleistungen
• Über 180 Jahre Erfahrung: Die Geschichte
des Konzerns geht bis ins Jahr 1833
zurück. Heute ist LafargeHolcim auf allen
Kontinenten in mehr als 80 Ländern tätig
und beschäftigt rund 80.000 Menschen
• LafargeHolcim bekennt sich zur
nachhaltigen Entwicklung – ökonomisch,
sozial und ökologisch
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Holcim Deutschland Gruppe
• Einer der größten Baustoffproduzenten
Deutschlands und der Niederlande:
Bindemittel, Gesteinskörnungen & Beton
(organisiert z.T. in Joint Ventures)
• Weitere Dienstleistungen und Produkte:
Logistik und Export, Betontechnologie und
-entwicklung, Baustoffprüfung, Betonfertigteile,
Abfallmanagement (Geocycle)
• Rund 2.100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
an über 150 Standorten in allen Deutschland
und den Niederlanden
• Führungsgesellschaft Holcim (Deutschland)
GmbH
• Historische Wurzeln über 150 Jahre alt
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Gliederung
• Vorstellung LH Konzern / Holcim (Deutschland) Gruppe / Werk Lägerdorf
• Erläuterung der Herstellung von Zementklinker / Ofenlayout
• Energie- und Rohstoffbilanz Ofen 11
- Optimierung Ressourceneinsatz / CO2 Minderung
• Sekundärmaßnahmen CO2-reduzierte Zemente
• Zusammenfassung / Ausblick
• Zeit für Ihre Fragen
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Luftbild Werk Lägerdorf
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Rohmaterialgewinnung: Kreidegrube Heidestraße
Fläche: 65 ha - Förderbänder / Gesamtlänge: 25 km
Bagger SH 400
Gesamthöhe: 11,0 m
Schaufelraddurchmesser: 6,5 m
maximale Abbauhöhe: 11,0 m
durchschnittliche Fördermenge: 800 t/h
Bagger 3
Gesamthöhe: 12,5 m
Schaufelraddurchmesser: 7,0 m
Anzahl der Schaufeln: 16 Stück
maximale Abbauhöhe: 11 m
Max. Fördermenge: 1.500 t/h
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Aufgabe von (alternativen) Roh- und Brennstoffen zum Ofen 11
Kreide
2 Mio. t/a
Org.
Destillations-
rückstände
Altöl
Kohlenstaub
(BKS oder STKS)
58.000t
Serox
29.000t
Fluff
78.000t
Sand
160.000t
Eisenträger
50.000t
Flugasche
96.000t Dachpappe
28.000t EBS / Pellets
40.000t
Ersatzrohstoffe
Rohstoff
Traditionelle
Brennstoffe
Ersatzbrennstoffe
Altöl
Lösemittel
9
Total Output
1.3 Mio. t Klinker /a
Alternative Brennstoffe
( > 80 %)
Alternative Rohmaterialien
( > 10 % )
Total Input
2.6 Mio t / a
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CO2 Mengenszenario Zementwerk Lägerdorf
• Zementwerk Lägerdorf:
1.072.000 t CO2
• Davon 2/3 prozessbedingt
• Lediglich 1/3 energiebedingt
(beeinflussbar)
Entspricht ca. 3.300 to / Tag
Entspricht ca. 137,5 to / Std.
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Vorwärmerturm und Drehrohrofen
Ofen 11
Klinkerkapazität: ca. 4.500 t/d (1,3Mio t/a)
Ofenlänge: 65 m
Vorwärmerturm: fast 100 m hoch
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Energiebedarf Werk Lägerdorf
Thermisch : 240 MW
Elektrisch : 35 MW
Anteil alternative Brennstoffe
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Main Burner:
▪Fluff (3 t/h) 22 MJ/kg
Hauptbrenner:
▪ Fluff ± 25 MJ/kg (25%
biogen)
Möglichkeit zum Einsatz unterschiedlicher Reststoffe aufgrund prozessbedingter hoher Temperaturen < 1.450 °C
Kalzinator:
▪ Fluff / EBS 12 - 20 MJ/kg (25%
biogen)
▪ Tiermehl ± 17 MJ/kg
(100%biogen)
▪ Destrü 15 - 20 MJ/kg
(38% biogen)
▪ Dachpappe 17 – 23 MJ/kg
▪(20% biogen)
Schlägermühle:
▪ Flugasche
▪ Bypassstaub
Gas
Material
140°C
140°C
530
°C
700°C
2.000°C
260°C
1.200°C
160°C1.450°C850°C
850°C1.100°C
400°C
180°C
Luft
Wasser
140°C
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• Vorstellung LH Konzern / Holcim (Deutschland) Gruppe / Werk Lägerdorf
• Erläuterung der Herstellung von Zementklinker / Ofenlayout
• Energie- und Rohstoffbilanz Ofen 11
- Optimierung Ressourceneinsatz / CO2 Minderung
• Sekundärmaßnahmen CO2-reduzierte Zemente
• Zusammenfassung / Ausblick
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Stromverbrauch Darstellung als Sankey Diagramm
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Sankey-Diagramm Brenn- / Hilfs- und Rohstoffe
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Visualisierung Stoff- und Energieströme mittels Sankey-Diagramm
Der ausschließliche Einsatz von fossilen Brennstoffen bei der Produktion von
Zementklinker wäre weder ökologisch noch ökonomisch sinnvoll. Durch den Einsatz von
biomassenhaltigen Ersatzbrennstoffen wird die Emission von Treibhausgasen minimiert
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Normierung der eingesetzten Energieträger in (MWh)
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Energieträger im Ofensystem (Calcinator und Drehofen)
Die EBS-Pellets kommen auf einen
ähnlichen Heizwert wie der
Braunkohlenstaub und dienen dazu die
nötige Temperatur von 1.450 Grad C im
Drehofen zu erreichen.
Die weiterhin eingesetzten
Ersatzbrennstoffen wie
DestRü/Fluff/Dachpappe haben auch
signifikante Biomassegehalte
Bei allen eingesetzten Brennstoffen und
dem daraus resultierenden Brennstoffmix
ist die Zusammenfassung der
entstehenden Aschen im Hinblick auf die
Klinkerqualität zu beachten.
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• Erläuterung der Herstellung von Zementklinker / Ofenlayout
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• Hüttensand (HS) ist eine hochwertiges
Nebenprodukt der Roheisenerzeugung
• Gewinnung durch Granulation von
Hochofenschlacke
• Die flüssige Schlacke wird durch Wasser
abgeschreckt, so dass eine feine Körnung entsteht
• Glasartigen, nicht kristallinen Zustand
• besitzt latent hydraulische Reaktivität sehr ähnlich
der des Portlandzementklinkers
Hüttensand - Herstellung
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Hüttensandgehalt [%]
• CEM I 0
• CEM II/A-S: 6-20
• CEM II/B-S: 21-35
• CEM III/A: 36-65
• CEM III/B: 66-80
• CEM III/C: 81-95
Hüttensandhaltige Zemente - Zusammensetzung
Hüttensand hat das höchstes Potential aller Klinkerersatzstoffe
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Hüttensandhaltige Zemente – CO2-Einsparpotential
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• 2000 m³ Beton
• CEM III/A 42,5 N
• Einsparung CO2-Emissionen
gegenüber der Verwendung eines
CEM I: -296 Tonnen
Hüttensandhaltige Zemente – CO2-Einsparpotential
1 Tonne CO2-Emissionen entsprechen
6000 km mit einem PKW (165 g CO2 / km)
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• 1km Fahrbahndecke + HGT
• 2 Fahrstreifen + Standspur
• Einsparung CO2-Emissionen pro km
gegenüber der Verwendung eines CEM I:
• CEM II/B-S 32,5 R: -352 Tonnen
• CEM III/A 42,5 N: -498 Tonnen
Hüttensandhaltige Zemente – CO2-Einsparpotential
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Beton – wichtiger Baustoff im Tunnelbau und Küstenschutz
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Ausblick
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Zusammenfassung
• CO2-Minderung bei der Zementherstellung wird die Herausforderung für die
nächsten Dekaden sein
• Derzeitig gibt es noch keine großtechnischen Anlagen für die Abscheidung
von CO2 in der Zementherstellung / F&E in diesem Bereich muss gefördert
werden
• Ohne CCS und CCU wird das Ziel von 85-95% CO2-Reduzierung bis 2050
in der Zementindustrie nicht zu realisieren sein
• Alle diese Maßnahmen bedingen einen ausreichenden Importschutz der
europäischen Zementindustrie (Vermeidung von carbon leakage)
• CEM-II / CEM-III Zemente müssen eine stärkere Akzeptanz am Markt
bekommen
• Recycling von Zement kaum vorstellbar, im Gegensatz zum bislang schon
bekanntem Betonrecycling
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Mehr Infos: Umweltdaten & Nachhaltigkeitsbericht
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Für Ihre Fragen stehe
ich gerne zur Verfügung
?