Die Eisen- und Stahlindustrie ist für 9 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. In Deutschland entfallen rund 28 Prozent der gesamten Industrieemission auf den Stahlsektor.
Technologietrends wie die Elektrifizierung bisher fossil getriebener Prozesse und der Einsatz von Wasserstoff als Reduktionsmittel ermöglichen es der Stahlindustrie, Kohle durch saubere Energiequellen zu ersetzen und grünen Stahl in viel größeren Mengen zu produzieren.
Der Austausch der Öfen und der Ausbau der elektrischen Infrastruktur ist jedoch nur ein Teil der Dekarbonisierung der Stahlindustrie. Es macht durchaus Sinn, die im Einsatz befindliche Automatisierungssoftware zu modernisieren, um den Betrieb in Vorbereitung auf die Einführung von Elektrolichtbogenöfen (EAF) und Direktreduktionsanlagen (DRI) effizienter zu machen.
Der Einsatz der digitalen Plattform AVEVA PI ermöglicht es den Akteuren im Stahlwerk z.B. die Energieeffizienz der Produktion zu erhöhen. Sie unterstützt dabei, detaillierte Betriebsanalysen durchzuführen, bestehende und neue Systeme zu optimieren, ein zustandsorientiertes Echtzeit-Programm für Wartung, Prozesse, Umweltemissionen sowie Energieverbrauch zu implementieren.
Um die Folgen anstehender Neuerungen (etwa Technologien für grünen Stahl) besser einzuschätzen, können Digital Twin Technologien – digitale Zwillinge – zum Einsatz kommen. Die Digital Twin Lösungen von AVEVA erstellen ein cloudbasiertes virtuelles Modell der Anlage, mit dem Ingenieure in der Lage sind, eine neue Steuerungslogik anhand von Bedienergrafiken in einem virtuellen Inbetriebnahme-Szenario zu testen. So können sie potenzielle Fehler minimieren und die Prozesse für das An- und Abfahren der Anlagen optimieren. Dafür bietet der digitale Zwilling eine visuelle Darstellung der elektrischen und automatisierungstechnischen Funktionen des Stahlwerks mit der Möglichkeit, tiefer in die Ofenbetriebsprozesse einzutauchen.
Werkzeuge wie der digitale Zwilling von ETAP dienen außerdem dazu, bestehende elektrische Netzeigenschaften zu simulieren und die Auswirkungen von Änderungen am elektrischen System einer Anlage zu testen und zu messen, ohne das aktive System zu stören. Werden beide Tools genutzt, können Ingenieure mit dem digitalen Zwilling Sollwerte optimieren und gleichzeitig Parameter wie die Gaszufuhr oder chemische Reaktionen überwachen. Die Ergebnisse sind eine Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen, eine höhere Prozessstabilität und Energieeinsparungen – wichtige Vorbereitungen vor der Umstellung auf grünen Stahl.
Darüber hinaus ist das AVEVA PI System in der Lage, Sensor- und Anlagendaten zu konsolidieren, was eine erweiterte Überwachung wichtiger Prozesse und eine fortschrittliche Analyse nahezu in Echtzeit ermöglicht. So werden verbesserte Wartungsstrategien wie die vorausschauende Wartung möglich.
Die ausgefeilten Tools von Schneider Electric, AVEVA und ETAP zur Verfolgung der CO2-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus der Anlage unterstützen die Stahlhersteller im Zertifizierungsprozess und bieten einen klaren Mehrwert für die Bestrebungen der Stahlindustrie auf dem Weg zur Dekarbonisierung.