Einführung

Die industrielle Aluminiumherstellung erfolgt durch die Schmelzflusselektrolyse nach dem Hall-Héroult-Verfahren. Auch nach jahrzehntelanger Optimierung besteht weiterhin Potential zur Effizienzsteigerung und der Minderung der Treibhausgasemissionen während der Aluminiumherstellung. Der Betrieb von Elektrolyseöfen außerhalb ihres optimalen Regelungsbereichs sowie Prozessstörungen führen zu einer schlechten Energieeffizienz und zu erhöhten Treibhausgasemissionen. 

Vorhaben

Der deutsche Aluminiumhersteller TRIMET Aluminium SE in Essen und der Lehrstuhl für Automatisierungstechnik/Informatik der Bergischen Universität Wuppertal streben daher innerhalb des Forschungsvorhabens EMPRO-Al die Entwicklung einer neuartigen und modularen Prozessregelung und -überwachung zur Effizienzsteigerung und der weiteren Reduktion von direkten und indirekten Treibhausgasemissionen an. Das Vorhaben ist ab Oktober 2026 für eine Laufzeit von drei Jahren angesetzt und soll die jährlichen Treibhausgasemissionen um 12.000 t CO2_e reduzieren.  Die Förderung des Vorhabens erfolgt durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) und wird einen Beitrag zum Thema Vermeidung von klimarelevanten Prozessemissionen in der Industrie (KlimPro-Industrie II) leisten. Projektträger ist der DLR Projektträger.

Ziel

Die neue Prozessregelung und -überwachung soll den Herstellungsprozess von Aluminium auf mehreren Ebenen optimieren, was unmittelbar zu einem geringeren Energieeinsatz sowie einer Verringerung von Treibhausgasemissionen führt. Dazu zählt auch eine verbesserte Detektion von Prozessstörungen. Störungen werden in der Aluminiumelektrolyse häufig erst mit Verzögerung erkannt, zu einem Zeitpunkt, an dem sie bereits zu erhöhten Emissionen und Energieverlusten geführt haben. Als Ziel wird innerhalb des Vorhabens daher nicht nur ein reaktives Regelungsverhalten verfolgt, sondern auch ein vorausschauender Regelungsansatz angestrebt.