100 Jahre thyssenkrupp Uhde

• Speicherung von erneuerbarer Energie zu geringen Kosten und mit hohem Wirkungsgrad

• Vormachbarkeitsstudie für ein Projekt zusammen mit Wismut GmbH

thyssenkrupp Uhde South Africa wurde zusammen mit der Wismut GmbH beauftragt, eine Vormachbarkeitsstudie für ein "Renewable Underground Pumped Hydroelectric Energy Storage"-Projekt (RUPHES) an einem konkreten Standort mit einem südafrikanischen Bergbauunternehmen durchzuführen. thyssenkrupp arbeitet dabei mit internationalen Spezialunternehmen zusammen, um die Sanierung von Bergwerken zu erleichtern.  Bereits im vergangenen Jahr hatte thyssenkrupp Uhde einen Kooperationsvertrag mit dem Bergbausanierer Wismut GmbH in Deutschland unterzeichnet.  Die internationale Zusammenarbeit wurde nun kürzlich durch eine Vereinbarung mit der Pumped Hydro Storage Sweden AB erweitert. 

Mit der Zunahme der erneuerbaren Energieerzeugung steigt auch der Bedarf an Energiespeichern.  Unterirdische Pumpspeicherkraftwerke in stillgelegten Bergwerken können – in Verbindung mit Solar- und Windenergie – zuverlässig grüne Energie bereitstellen, wenn sie gebraucht wird.  Die Umwidmung von erschöpften Goldminen für die sogenannte RUPHES ((Renewable underground pumped hydro storage) ermöglicht kurze Bauzeiten und geringe Kosten. Der Hauptgrund dafür: Durch den Goldabbau sind bereits die unterirdischen Wasserspeicher entstanden, die üblicherweise die kostspieligsten Komponenten von Pumpspeicherkraftwerken sind. Sie müssen nur noch an den neuen Zweck angepasst werden.

Genau das macht Pumped Hydro Storage Sweden, ein Teil des Unternehmens Sustainable Energy Solutions. Das Unternehmen entwickelt derzeit ein unterirdisches Pumpspeicherprojekt mit einer Leistung von 2 MW/8 MWh in einer stillgelegten Eisenmine in Aland, Finnland.  Das Projekt wird sowohl von der Europäischen Kommission als auch von der schwedischen Energieagentur unterstützt und soll im Dezember 2023 in Betrieb genommen werden.  Dieses Projekt soll zeigen, dass sich die Bauzeiten und -kosten bei der Nutzung von Bergwerkstunneln für die Speicherung von Pumpenergie reduzieren lassen, wie dies auch bei einem ähnlichen Projekt in der Kidston-Goldmine in Australien der Fall war.

Bewährte, wettbewerbsfähige Lösung für einen wichtigen Trend in Afrika

Als die wahrscheinlich ausgereifteste Energiespeichertechnologie, die derzeit verfügbar ist, macht die Pumpspeicher-Wasserkraft 97 % der weltweiten Speicherkapazität aus.  Außergewöhnlich große hydraulische Förderhöhen und eine stabile Hartgestein-Geologie machen ultratiefe Goldminen ideal für die Umsetzung des Konzepts und für die Erzeugung von international wettbewerbsfähigem, zuverlässigem Ökostrom sowie grünem Wasserstoff und grünem Ammoniak. Nur zum Vergleich: Im Juni 2021 gab ein südafrikanisches Goldminenunternehmen bekannt, dass es in der Lage ist, Strom aus Sonnenenergie zu einem Preis von US-$ 1,1c/kWh zu produzieren.  Dieser Preis liegt fast gleichauf mit dem besten internationalen Solarpreis von US-$ 1,04c/kWh, der bei einer Ausschreibung in Saudi-Arabien erzielt wurde.  Die Tatsache, dass Südafrika über Solar- und Windressourcen von Weltrang verfügt, findet sowohl in der lokalen Regierung als auch in der Industrie immer mehr Anklang. Ebenso die Tatsache, dass es billiger ist, Strom aus südafrikanischen erneuerbaren Energien zu erzeugen, als dort Strom durch den Import von Gas zu produzieren. 

Über thyssenkrupp Uhde:

Die Business Unit thyssenkrupp Uhde verfügt über einzigartige Technologie-Expertise und jahrzehntelanges globales Know-how im Chemieanlagenbau, von der Planung über den Bau bis hin zum umfassenden Service. Wir entwickeln innovative Verfahren und Produkte für eine nachhaltigere Zukunft und tragen so zum langfristigen Erfolg unserer Kunden in nahezu allen Bereichen der chemischen Industrie bei. Unser Portfolio umfasst unter anderem führende Technologien zur Produktion von Basischemikalien, Düngemitteln und Kunststoffen sowie komplette Wertschöpfungsketten für grünen Wasserstoff und nachhaltige Chemikalien.

Über Wismut GmbH:

• thyssenkrupp Technologie- und Studien-Know-how für erstes grünes Wasserstoff- und grünes Ammoniak-Projekt in Abu Dhabi

• Helios wird die erste grüne Ammoniakanlage in den Vereinigten Arabischen Emiraten (VAE) betreiben

 thyssenkrupp hat von dem emiratischen Unternehmen Helios den Auftrag erhalten, eine technische Studie für ein neues Projekt für grünen Wasserstoff und grünes Ammoniak durchzuführen. In Kizad in Abu Dhabi, VAE, sollen eine Wasserelektrolyse-Anlage sowie eine Anlage zur nachhaltigen Ammoniak-Produktion auf Basis der thyssenkrupp-Technologie errichtet werden. Es wird die erste kommerzielle Anlage zur Herstellung von CO₂-freiem Ammoniak aus erneuerbaren Ressourcen in den VAE sein. Die geplante Anlage wird thyssenkrupps Technologien für grünen Wasserstoff und grünes Ammoniak in eine grüne Wertschöpfungskette integrieren. Die erste Phase wird eine Multi-Megawatt-Elektrolyseur-Anlage und eine Ammoniak-Produktionsanlage mit einer Kapazität von 20.000 Tonnen pro Jahr umfassen, die im nächsten Schritt auf 200.000 Tonnen pro Jahr erhöht werden soll.

M. K. Saiyed, Managing Director von Helios: „Dieses Projekt ist ein wichtiger Meilenstein für die Umstellung der VAE auf eine kohlenstoffärmere, erneuerbare Energiezukunft. Die neue Anlage wird grünes Ammoniak produzieren, das als Energieträger einen einfachen Transport von erneuerbarer Energie z.B. per Schiff ermöglicht. Es kann auch als emissionsfreier Transportkraftstoff und in der Düngemittel- und Chemieindustrie verwendet werden.“

Sami Pelkonen, CEO der Business Unit Uhde von thyssenkrupp: „Wir freuen uns sehr, mit Helios zusammenzuarbeiten, um die VAE auf ihrem Weg in eine nachhaltige Zukunft zu unterstützen. Dabei bauen wir sowohl auf unsere innovativen Technologielösungen als auch auf die regionale und lokale Präsenz von thyssenkrupp und die lange Tradition als Partner in der Region.“

Integrierte Technologielösungen für eine CO₂-freie, nachhaltige Zukunft

In der sich wandelnden Stromlandschaft hin zu erneuerbaren Energiequellen gibt es einen starken Bedarf an Technologien für die Energiespeicherung, den Netzausgleich und die sektorübergreifende Integration – nicht nur für elektrische Anwendungen, sondern auch für Transport, Heizung und die chemische Industrie. Als Spezialist für den chemischen Anlagenbau kann thyssenkrupp auf Basis seiner Wasserelektrolyse-Technologie verschiedene integrierte Lösungen anbieten. Dazu gehören zum Beispiel Verfahren zur Herstellung von nachhaltigem Ammoniak, Methanol und synthetischem Erdgas (SNG).

Über Helios Industry:

Das private Special Project Vehicle (SPV) Helios Industry plant mehr als 3,67 Mrd. AED (1 Mrd. USD) über mehrere Jahre in den Bau der Anlage zu investieren, die in zwei Phasen mit lokalen und internationalen Partnern entwickelt werden soll. Die Anlage soll 200.000 Tonnen grünes Ammoniak aus 40.000 Tonnen grünem Wasserstoff produzieren. Die Helios-Anlage in Kizad wird durch ein eigenes 800-Megawatt-Solarkraftwerk innerhalb von Kizad mit Strom versorgt und die Solarenergie nutzen, um Wasser zu elektrolysieren und Moleküle in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Bei Spitzenauslastung werden 40.000 Tonnen des bei diesem Prozess freigesetzten grünen Wasserstoffs zur Herstellung von 200.000 Tonnen grünem Ammoniak verwendet.

Digitalisierungs-Kooperation: MAN Energy Solutions und thyssenkrupp arbeiten am autonomen Betrieb von Turbomaschinen

• MAN Energy Solutions und thyssenkrupps Business Unit Uhde setzen KI für Ressourcenschonung und Effizienzgewinne ein

• Autonomer Betrieb von Kompressorensträngen für Salpetersäureanlagen und weitere Anwendungen

MAN Energy Solutions und thyssenkrupps Business Unit Uhde wollen die Entwicklung, Erprobung und Vermarktung des autonomen Betreibens von Turbomaschinenanlagen für den Industriezweig der Salpetersäureproduktion vorantreiben und haben eine entsprechende Kooperationsvereinbarung unterzeichnet. Für den Betrieb von Salpetersäureanlagen werden die beiden deutschen Großunternehmen zukünftig künstliche Intelligenz (KI) als Entscheidungsunterstützung einsetzen. Das wird unter Echtzeit-Berücksichtigung von Daten wie Produktpreis, Ertrag, Effizienz, Emissionen, Energiekosten, Prozessstabilität und prognostiziertem Wartungsbedarf stattfinden.

„Die Verschmelzung menschlicher Expertise mit Künstlicher Intelligenz ist ein Meilenstein für die Prozessindustrie. Der autonome Betrieb von Turbomaschinen bietet Vorteile bei Effizienz, Maschinenverfügbarkeit und -gesundheit sowie Emissionsreduktionen. KI-Algorithmen stellen sicher, dass Maschinen und Anlagen jederzeit zuverlässig und im optimalen Betriebspunkt fahren. Das führt zu weniger Ausfällen, steigert die Effizienz und schlägt sich positiv in den Betriebskosten nieder. Menschliche Eingriffe sind in der finalen Entwicklungsstufe dann nur noch für Wartungen notwendig – was wiederum zu weniger Reisekosten und reduzierten Emissionen führt. Die Entwicklung der Autonomie vereint somit die beiden strategischen Stoßrichtungen Digitalisierung und Dekarbonisierung“, erklärt Dr. Uwe Lauber, CEO von MAN Energy Solutions. „MAN Energy Solutions hält im Markt schon jetzt eine führende Position beim unbemannten Betrieb komplexer Kompressorstränge. Diesen Vorsprung wollen wir gemeinsam mit thyssenkrupp weiter ausbauen.“

Dr. Sami Pelkonen, CEO Business Unit Uhde: „Als einer der führenden Anbieter von Salpetersäureanlagen wird unsere Zusammenarbeit mit MAN Energy Solutions schon bald ganz neue Möglichkeiten eröffnen, um die Anlagen ebenso intelligent wie ressourcenschonend zu betreiben. Hier ergänzen sich unsere Technologie- und Digitalisierungskompetenzen ideal.“

Im Rahmen der Kooperation werden die von thyssenkrupp Uhde und MAN Energy Solutions entwickelten KI-Algorithmen und Advanced Automation Systeme sowie ein digitaler Controller für MAN Turbomaschinen weiterentwickelt, getestet und zu einer gemeinsamen digitalen, serienreifen Technologielösung verknüpft.

„Im Pandemiejahr 2020 konnte MAN Energy Solutions mit den auf MAN CEON basierenden digitalen Technologien komplexe Kompressorstränge aus der Ferne in Betrieb nehmen. Das Unternehmen hat zudem mit seinen Subsea-Kompressorsystemen in der Norwegischen See den unbemannten Dauerbetrieb seiner Turbomaschinenanlagen bereits erfolgreich demonstriert“, ergänzt Jörg Massopust, Head of Digital Sales & Alliances bei MAN Energy Solutions. „Gemeinsam mit thyssenkrupp wollen wir nun den nächsten Schritt gehen und die Entwicklung vom unbemannten zum autonomen Betrieb ermöglichen. Die Erfahrungen, die wir gemeinsam im Bereich der Salpetersäureindustrie sammeln, wollen wir später für weitere Segmente anwenden.“

Thore Lohmann, Head of Operating Unit Fertilizer and Methanol bei thyssenkrupp Uhde: „Das Thema der Digitalisierung wird immer wichtiger. Unsere Schwerpunkte hier sind der Einsatz künstlicher Intelligenz zur Verbesserung von Produkteigenschaften, Verbrauchszahlen und Wartungsintervallen, sowie weitergehender Automatisierung. Daher passt die Kooperation mit MAN Energy Solutions hervorragend in unsere Strategie.“. 

Über Chemical & Process Technologies / thyssenkrupp Uhde:

Die Business Unit Uhde verfügt über einzigartige Technologie-Expertise und jahrzehntelanges globales Know-how im Chemieanlagenbau, von der Planung über den Bau bis hin zum umfassenden Service. Wir entwickeln innovative Verfahren und Produkte für eine nachhaltigere Zukunft und tragen so zum langfristigen Erfolg unserer Kunden in nahezu allen Bereichen der chemischen Industrie bei. Unser Portfolio umfasst unter anderem führende Technologien zur Produktion von Basischemikalien, Düngemitteln und Kunststoffen sowie komplette Wertschöpfungsketten für grünen Wasserstoff und nachhaltige Chemikalien.

– Digitalisiertes Sieb mit intelligenter Steuerung

– Steigerung der Effizienz bei gleichzeitiger Reduzierung von Gewicht und Bauhöhe

– Innovative Lösung für die Sekundär- und Tertiärsiebung

goovi® heißt das neu entwickelte Multi-Schwingsieb von thyssenkrupp Industrial Solutions. Der Name ist Programm: goovi® sorgt bei der Sekundär- und Tertiärsiebung in der Kies- und Schotterindustrie, im Bergbau, in der Mineralienaufbereitung und im Recycling für good vibrations im Betrieb. Dabei kommt eine neuartige, patentierte Antriebstechnik zum Einsatz, die in Kombination mit einer innovativen Steuerung zu einer erheblichen Steigerung der betrieblichen Flexibilität, Produktqualität und Leistung bei gleichzeitig stark reduzierten Gewichten und Bauhöhen führt.

Achim Schönfelder, Head of Product Line Screens and Feeders bei thyssenkrupp Mining Technologies: „Mit dem goovi® lassen sich sämtliche Schwingungsformen (Kreis-, Linear- und Ellipsenschwingungen) in einer Maschine realisieren und ermöglichen so eine flexible Anpassung an wechselnde Aufgabenstellungen und Materialeigenschaften. Zudem ermöglicht die geringe Bauhöhe des goovi® den einfachen Einbau in bestehende Anlagen.“

Revolutionäres Antriebssystem

Das goovi® wird an vier verschiedenen Punkten, beidseitig jeweils vorne und hinten, angetrieben. Hierdurch ergibt sich ein optimaler Spannungsverlauf in den Seitenwänden und es kommen weniger drehende Teile zum Einsatz als bei herkömmlichen Sieben. Das führt zu deutlich reduzierten Gewichten und Bauhöhen sowie verringertem Wartungsaufwand und Verschleiß. An jedem Antriebspunkt sind jeweils zwei oder drei Standard-Unwuchtmotoren installiert, so dass jedes goovi®, abhängig von der Baugröße, von insgesamt 8 bzw. 12 Motoren angetrieben wird, die über eine mitgelieferte, patentierte SPS synchronisiert werden.

Intelligente Steuerung und flexible Betriebsweise

Mit der patentierten Steuerung lassen sich die Drehzahl und die Transportrichtung stufenlos verstellen, so dass alle wichtigen Betriebsparameter jederzeit optimal an die Erfordernisse der Produktion angepasst werden können. Darüber hinaus kann man mit dem goovi® während des Betriebs flexibel auf veränderte Materialeigenschaften (z. B. Feuchtigkeit) reagieren und die Verarbeitung siebkritischer Materialien optimieren.

Unterschiedliche Produktqualitäten können in Rezepten hinterlegt werden und bei Bedarf per Knopfdruck über den mitgelieferten Touchscreen abgerufen werden. Dabei kann das goovi® auch in Regelkreisläufe zur Produktoptimierung eingebunden werden. Zur Entfernung von Steckkorn gibt es eine vorprogrammierte Reinigungsfunktion. Das goovi® ist vollständig digitalisiert und kann in ein übergeordnetes Steuerungssystem eingebunden werden. Somit ebnet das goovi® den Weg für Industrie 4.0 in Aufbereitungsanlagen.

Peter Berlitz, Produktmanager für Siebe bei thyssenkupp Mining Technologies: „Zur Optimierung von Kosten und Lieferzeiten hat thyssenkrupp eine Standard-Baureihe entwickelt. Die Eindecker- und Zweidecker- Varianten stehen in sechs unterschiedlichen Breiten und vier unterschiedlichen Längen mit einer maximalen Siebfläche von 26 m² zur Verfügung. Aufgrund der einfachen, modularen Bauweise können aber auch individuelle und speziell auf den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnittene Lösungen angeboten werden.“