Bewertung und Optimierung von Verfahren und Technologien
Eine nachhaltige Rohstoffproduktion erfordert nicht nur die Entwicklung neuartiger Extraktions- und Recyclingtechnologien, sondern auch die Entwicklung digitalisierter Modelle einzelner Prozesse und Routen. Diese haben das Ziel Effizienz, Umweltauswirkungen und Optimierungspotenziale jeder neuen Technologie zu bewerten.
Basierend auf unserem tiefgreifenden Prozessverständnis erstellen wir digitale Prozesszwillinge, testen sie gemeinsam mit unseren Partnern im Pilotmaßstab und vergleichen sie mit bereits bestehenden Prozessoptionen. Bei der Bewertung neuer Recyclingrouten für Altprodukte erstellen wir zusätzlich Design-for-Recycling-Vorschläge zur Verbesserung der Recyclingfähigkeit.
Prozess- und Technologiebewertungen werden nach folgenden Methoden durchgeführt:
- Technologische und wirtschaftliche Bewertung, die sowohl Prozessbewertung als auch die Bewertung Energieverbrauchs sowie die mit der Produktion verbundenen Kosten/Nutzen-Analyse umfasst.
- Nachhaltigkeitsbewertung unter Verwendung von Ökobilanzen (LCA), Lebenszykluskostenberechnungen (LCCA) und sozialen Ökobilanzen.
Sankey-Diagramm des gesamten Lebenszyklus von Metallen eingebettet in einer Leiterplatte, Szenario 2050. Einheiten in kWh
Bild: HIF
Verknüpfung von erneuerbaren Energiesystemen mit der Metallproduktion
Der Bergbau- und Recyclingsektor steht im Mittelpunkt der Energiewende. Die Fertigung erneuerbarer Energiesysteme ist metallintensiv ist. Die Metallproduktion selbst ist wiederum sehr energieintensiv und trägt wesentlich zu den weltweiten Treibhausgasemissionen bei. ist die Metallproduktion selbst sehr energieintensiv und trägt wesentlich zu den globalen Treibhausgasemissionen bei. Um die Emissionen zu senken und eine fossilfreie Metallproduktion zu etablieren, müssen erneuerbare Energien in die Wertschöpfungskette der Rohstoffe integriert werden. Zu diesem Zweck muss elektrische Energie mit Hilfe von sogenannten Power-to-X-Technologien in Wärme oder chemische Energie umgewandelt werden.
Um die Kopplung dieser beiden Systeme zu fördern, arbeiten wir der:
- Bewertung des Anwendngspotenzials von Power-to-X-Technologien in bestehenden Metallherstellungsprozessen wie dem Kupferrecycling
- Identifizierung von technischen Herausforderungen und Lösungen in Bezug auf die Dekarbonisierung und Nachhaltigkeit von Metallproduktionsprozessen, aber auch in Bezug auf das Flexibilisierungspotenzial von Prozessen. Diese Herausforderungen sind auf die erheblichen Schwankungen in der Stromversorgung mit erneuerbaren Energien zurückzuführen.
