Leuchtturm-Projekt der Harz Guss Zorge GmbH

Das Unternehmen Harz Guss Zorge GmbH betreibt in Walkenried eine Gießerei mit Kupolofen und Gießerei­betrieb (inklusive Kernmacherei) zur Herstellung von Gussteilen für den Maschinenbau, Kältetechnik, Landmaschinen und Nutzfahrzeuge und Antriebstechnik. Ein besonderes Merkmal des Unternehmens wie auch anderer Gießereien hierzulande ist die Fertigung größerer, komplexer und dünnwandiger Gussteile (bis zu 130kg). Die Herstellung dieser Komponenten erfordert Erfahrung, Qualitätsstandards und Dienstleistun­gen, die trotz der Energieintensität der Unternehmen eine wettbewerbsfähige Produktion gegenüber Wett­bewerbern im inner- und außereuropäischen Ausland ermöglichen.

Harz Guss Zorge setzt sich kontinuierlich mit Energieeffizienz- und Treibhausgasreduktionspotenzialen auseinander und realisiert entsprechende Maßnahmen. Den Anfang machten der Austausch bestehender Drucklufterzeuger durch hocheffiziente Drucklufterzeuger mit Wärmerückgewinnung und ein Pumpenaustausch von Standardpumpen gegen Hocheffizienzpumpen. Durch den Einsatz eines Kamerasystems zur Steigerung der Dosiergenauigkeit hat das Unternehmen die eingesetzte Menge an Flüssigmetall reduziert. Energieeinsparungen werden auch durch den Einsatz eines effizienteren Oxyfuel-Brenners zur Pfannenbeheizung und durch Optimierungen der Elektroantriebe im Hydrauliksystem der Kernmacherei erreicht. Außerdem ist die Abwärmenutzung aus dem Kupolofen vorgesehen, welche zur Trocknung der Kerne mittels umweltfreundlichem, neuen Verfahren dient. Zusätzlich sind Optimierungen der Brennertechnik und eine Umstellung auf den Einsatz von biogenem Koks geplant. Neben mit dem Einsatz einer PV-Anlage zur Eigenerzeugung von Strom sollen die Maßnahmen zu einer Energieeinsparung von mindestens 6.000 MWh und mehr als 3.000 t CO₂ jährlich führen.

Harz Guss Zorge hat mehrere Maßnahmen vorgesehen, geplant und teilweise schon umgesetzt:

1. Modernisierung der Drucklufterzeugung

Die erste Maßnahme zur Modernisierung der Drucklufterzeugung umfasst den Ersatz eines bestehenden Drucklufterzeugers durch einen hocheffizienten Drucklufterzeuger mit Abwärmerückgewinnung. Die Abwärme wird in das bestehende Wärmenetz eingespeist und reduziert dort den Bedarf an Wärme aus Erdgas- und Erdölkesseln. Die Maßnahme wurde über das Modul 1 der Bundesförderung für Energieeffizienz in der Wirtschaft (EEW) beantragt und spart ca. 1.000 MWh Strom und ca. 537 t CO₂ pro Jahr ein.

2. Umstellung auf Wasserschlichte

Die Umstellung auf Wasserschlichte ist eine Anpassung des Produktionsprozesses und hat indirekte Auswir­kungen auf die Energieeffizienz. Bei der Erstellung der Sandkerne wird nach der Formgebung (Kernschießen) der Sandkern in eine Lösung (Schlichte) getaucht, um ihn für den Gießprozess vorzubereiten. Im Ist-Zustand wird Schlichte aus Ethanol verwendet mit dem Vorteil, dass Ethanol schnell verdampft und so wenig Energie für die Trocknung benötigt. Die Trocknung der Sandkerne erfolgt in einem mit Heizöl befeuerten Lager, wobei das Ethanol in die Umgebung entweicht. Das Verfahren ist damit zum einen ineffizient (Trocken­pro­zess) und zum anderen nachteilig für die Arbeitsbedingungen (hohe Ethanol-Konzentration in der Raumluft) und sorgt für direkte Emissionen von Ethanol in die Umgebung. Als flüchtige organische Verbindung wird Ethanol in der Atmosphäre letztlich zu CO₂ oxidiert und ist damit eine (wenn auch kleine) prozessbedingte CO₂-Emissionsquelle. Durch die Umstellung der Schlichte von Ethanol- auf Wasserbasis können die prozess­bedingten CO₂-Emissionen vollständig vermieden werden – der Prozess wird praktisch dekarbonisiert. Andererseits verdampft Wasser langsamer und benötigt zusätzliche Energie für den Trockenprozess. Harz Guss Zorge plant daher, anstelle der bisherigen Trocknung einen Trockenofen einzusetzen, der im Gegensatz zur bisherigen Variante deutlich effizienter ist und zudem mittels Abwärme aus dem Kupolofen beheizt werden soll. Auf diese Weise kann Brennstoff für die Beheizung der Lagerhalle bzw. für die Trocknung der Sandkerne eingespart werden. Dadurch werden Einsparungen von ca. 3.500 MWh Strom und ca. 707 t CO₂ pro Jahr erreicht. Für die Maßnahme werden Fördermittel der NBank (Investitions- und Förderbank Niedersachsen) in Anspruch genommen.

3. Optimierung der Pfannenbeheizung

Zur Optimierung der Pfannenbeheizung hat Harz Guss Zorge ihren bestehenden Oxyfuel-Brenner durch einen optimierten und um 30 Prozent energieeffizienteren Oxyfuel-Brenner ersetzt. Eine Förderung wurde über das Modul 4 der EEW beantragt.

4. Pumpenaustausch E-Ofen-Innenkreis

Durch einen Pumpenaustausch von Standardpumpen gegen Hoch­effizienzpumpen, für die über das Modul 1 der EEW eine Förderung beantragt wurde, erreicht Harz Guss Zorge eine Einsparung von 81 MWh/a Strom und ca. 46 t/a CO₂.

5. Kamerasystem zur Steigerung der Dosiergenauigkeit

Diese Maßnahme sorgt indirekt für eine Energie- und CO₂-Einsparung, da durch sie aufgrund einer Steigerung der Dosiergenauigkeit die eingesetzte Menge an Flüssigmetall reduziert wird.  Das Kamerasystem ermöglicht den Mitarbeitern im Leitstand die Formkästen gezielter, effizienter und bedarfsgerecht zu befüllen und eine Mehrmenge zu vermeiden. Durch die gezielte Befüllung muss weniger Flüssigeisen erzeugt und vorbereitet werden.

6. Optimierung der Elektroantriebe im Hydrauliksystem der Formanlage

Die Elektroantriebe der Hydraulikpumpen an der Formanlage wurden optimiert durch den Einbau eines Masterslaves, der gezielt die benötigten Pumpen ansteuert und zuschaltet. Falls die Pumpen nicht benötigt werden, können diese gezielt wieder abgeschaltet werden.

7. Errichtung einer Induktions-Tiegelofen-Anlage

Harz Guss Zorge plant eine Induktions-Tiegelofen-Anlage bis 2028 zu installieren. Diese neue Anlage soll den bisherigen Heißwind-Kupolofen ersetzen, sodass der Kokseinsatz als Brennstoff und Energielieferant wegfallen kann. Die neue Induktions-Tiegelofen-Anlage kann zukünftig mit grünem Strom das Flüssigeisen erzeugen.

8. Errichtung einer PV-Anlage zur Eigenerzeugung mit Batteriespeicher

In Planung ist auch die Errichtung einer 6 Hektar großen PV-Anlage (Grünflächen und Dachflächen) zur Eigenstromerzeugung mit Batteriespeicher. Die Anlage soll einen Anteil des Strombedarfs von der Harz Guss Zorge GmbH mittels der Nutzung von erneuerbaren Energien abdecken.

9. Anschluss an 110-kV-Netz

Der Betrieb der geplanten Induktions-Tiegelofen-Anlage (Maßnahme 7) ist abhängig von der Versorgung mit elektrischer Energie über das 110‑kV-Netz (Hochspannung). Durch die Investitionskosten in Höhe von etwa 20 Millionen Euro befindet sich diese Infrastrukturmaßnahme noch in der Planungsphase. Der Anschluss ist auch eine Voraussetzung für die Errichtung der PV-Anlage (Maßnahme 8). Harz Guss Zorge hat bereits ein Management zur Reduk­tion der Leistungsspitzen erfolgreich realisiert, das die Spitzenlast um knapp 20 Prozent reduziert.

10. Einsatz von biogenen Koks

Mit dem geplanten Einsatz von biogenem Koks im Schmelzbetrieb kann Harz Guss Zorge den Einsatz von Kohle um ca. 20 % reduzieren. Dies führt zu Einsparungen von 3,20t CO² pro Tonne eingesparten Koks.

Harz Guss Zorge Gmbh:

Die Umsetzung von einzelnen Maßnahmen wurde durch die Bundesförderung für Energieeffizienz in der Wirtschaft (EEW) unterstützt. Für die Modernisierung der Drucklufterzeugung und den Pumpenaustausch konnten Fördermittel aus Modul 1 und für die Optimierung der Pfannenbeheizung aus Modul 3 der EEW in Anspruch genommen.

Um das Ziel zu erreichen, bis zum Jahr 2030 den CO₂-Ausstoß um 50 % zu senken, ist die Umsetzung vielseitiger Maßnahmen notwendig. Maßnahmen wie die Modernisierung der Drucklufterzeugung, der Einsatz effizienterer Pumpen und die Optimierung der Pfannenbeheizung durch den Einsatz eines effizienteren Oxyfuel-Brenners lassen sich durch die Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft fördern. Der Einsatz eines neuen Kamerasystems zur Steigerung der Dosiergenauigkeit und Reduktion der eingesetzten Menge an Flüssigmetall ist auch auf andere Anwendungen übertragbar.

Sie möchten mehr über das Projekt erfahren?

Ihre Ansprechpartner bei Harz Guss Zorge GmbH

Andreas Glaßmeyer, Leiter Werkdienst

E-Mail: info.hgz(at)gmh-gruppe.de
Telefon: +49 5586 802-280