Wasserstoff wird zurzeit als Dekarbonisierungsoption für viele, teils sehr unterschiedliche Sektoren diskutiert, vom Verkehrssektor bis hin zur Prozesswärme in der Industrie. Das öffentlich geförderte Forschungsprojekt HyGlass untersucht, wie Wasserstoff und Erdgas-Wasserstoff-Gemische genutzt werden können, um die energieintensiven Hochtemperaturprozesse in der Glasindustrie zu dekarbonisieren.
Glas ist ein Werkstoff, der aus einer modernen Gesellschaft nicht wegzudenken ist und fast überall zum Einsatz kommt – als Behälter für Lebensmittel, Getränke und Impfstoffe, als Fenster in Gebäuden und Fahrzeugen, als Glasfasern in der IT-Technik oder auch als Isoliermaterial. Die Herstellung ist energieintensiv und erfordert Prozesstemperaturen von bis zu 1.650 °C, um das Glas zu schmelzen. In weiteren Prozessschritten wird Wärme auf verschiedenen Temperaturniveaus benötigt, um die Schmelze thermisch zu homogenisieren, das Produkt zu formen und kontrolliert abzukühlen.
Die Glasindustrie deckt etwa 75 Prozent ihres Energiebedarfs durch Erdgas, was in etwa zwei Prozent des deutschen Gasverbrauchs entspricht. Die Produktionsprozesse sind hochgradig optimiert, um Glasprodukte mit hoher Qualität und Effizienz bei niedrigen Schadstoffemissionen fertigen zu können. Gleichzeitig entstehen aber aufgrund des Einsatzes vorwiegend fossiler Energieträger auch erhebliche Treibhausgasemissionen.
Dekarbonisierungsoptionen für die Glasindustrie
In Anbetracht der Klimaziele in Deutschland, Europa und weltweit, aber auch infolge des Drucks von Kunden und Gesellschaft, stellt sich auch für die Glasindustrie, ähnlich wie für viele Grundstoffindustrien, die Frage, wie sie ihre energieintensiven Fertigungsprozesse dekarbonisieren kann. Grüner Strom ist eine Option, aber schon aus physikalischen Gründen können nicht alle Glassorten elektrisch erschmolzen werden. Zudem ist die Größe von elektrischen Schmelzwannen technisch begrenzt. Daher ist der Einsatz von Wasserstoff eine interessante Alternative.
Wasserstoff ist für die Glasindustrie, wie auch für viele andere Branchen der Thermoprozessindustrien, noch aus einem anderen Grund relevant: Die Gaswirtschaft in Deutschland und Europa plant, in Zukunft verstärkt Wasserstoff direkt in das Erdgasnetz einzuspeisen, im Gespräch sind bis zu 20 Volumenprozent H2. Das bedeutet, dass auch bestehende Anlagen (mehr als 40 Prozent des deutschen Erdgasverbrauchs entfallen heute auf die Industrie) mit H2-Konzentrationen in Berührung kommen werden. In Anbetracht der oft sensiblen industriellen Fertigungsprozesse mit ihren hohen Anforderungen an Produktqualität, Effizienz und Schadstoffemissionen kann dies eine erhebliche Herausforderung darstellen.
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AutorInnen: Dr. Jörg Leiche; Bledar Islami, Anne Giese, Prof. Klaus Görner – alle vom Gas- und Wärme-Institut Essen e. V., Essen; Dr. Johann Overath – BV Glas – Bundesverband Glasindustrie e.V.
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