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Geothermie aus dem Vulkan – sicher und wirtschaftlich

Indonesien gilt aufgrund seiner vielen Vulkane als einer der Hotspots für Geothermie. Doch Salz und Hitze setzen den Geothermie‐Anlagen zu und gefährden ihre Sicherheit und Wirtschaftlichkeit. Ein Team an der BAM hat günstigen, lokal verfügbaren Baustahl jetzt so beschichtet, dass ein nachhaltiger und sicherer Betrieb der Geother‐mie‐Kraftwerke möglich ist ‐ auch unter Extrembedingungen.

Abb. 1: Vulkan Bromo auf Indonesien (Quelle: BAM, Fachbereich Korrosion und Korrosionsschutz)

Bis zu 40 Prozent der weltweiten geothermalen Ressourcen stecken im Untergrund des Inselstaats. „Das liegt an den vielen Vulkanen“, erklärt Dr. Ralph Bäßler vom Fachbereich Korrosion und Korrosionsschutz der BAM. Theoretisch könnte die Energie aus dem Untergrund ganz Indonesien und seine Industrie mit Strom versorgen. Aber die Energiegewinnung mit Erdwärme kann aufwendig, teuer und tückisch sein – gerade in Indonesien. „Das hochgepumpte Wasser ist extrem salzhaltig“, erklärt Bäßler . Für den Betrieb wichtige Rohre und andere Teile des Kraftwerks müssten also aus hochlegierten Edelstählen gebaut sein, damit die Korrosion das Material nicht schnell angreift. Doch derlei Edelstähle sind in Indonesien schwer verfügbar. Ein Import ist teuer und somit ein Investitionshindernis.

Chemische Ummantelung soll den Baustahl schützen

Um einen sicheren und kosteneffizienten Betrieb der Geothermie‐Anlagen zu ermöglichen, benötigt Indonesien geeignete Werkstoffe. Kostengünstigen Baustahl mit niedriger Korrosionsbeständigkeit hat das Land zuhauf. Aber „würde man diesen Kohlenstoffstahl in Geother‐mie‐Kraftwerken einsetzen, hätte man definitiv sofort ein Korrosions‐problem“, sagt Bäßler weiter.

Abb. 2: Dr. Ralph Bäßler und Dr. Gabriela Aristia forschen an einem Beschichtungssystem für Kraftwerks‐teile, das die Metalloberfläche hitzestabil macht und Rostbildung verhindert. (Quelle: BAM)

Seine indonesische Kollegin Dr. Gabriela Aristia hat zunächst versucht, den Baustahl mit einer sogenannten alkydharzbasierten Be‐schichtung zu schützen. Prinzipiell verhindert diese, dass das aggressive Salzwasser die Metalloberfläche erreicht. Die Prüfkörper wurden bei 150 Grad Celsius einer Salzlösung ausgesetzt, die wie indonesisches Geothermalwasser beschaffen war. Das Ergebnis: Die Beschichtung hielt der hohen Temperatur nicht stand. Ihr wurden deshalb noch zwei Komponenten beigemischt: ein Siliziumdioxid‐Füllstoff, der das Material hitzebeständig macht, und Polyanilin, das aktiv der Korrosion entgegenwirkt.

Der so modifizierte Baustahl wurde sechs Monate lang im Stresstest bei 150 Grad Celsius in Salzlösung geprüft. „Die Experimente verliefen sehr vielversprechend“, sagt Aristia : „Es stellte sich heraus, dass die kombinierten Komponenten das Beschichtungssystem hitzestabil machen und Rostbildung verhindern.“

Ein Schub für die Geothermie in Indonesien?

Das BAM‐Team will das Beschichtungssystem nun den Anwendern in Indonesien zur Verfügung stellen, damit es, so Aristia , „unter Realbedingungen in einem Geother‐mie‐Kraftwerk getestet werden kann.“ Für sie als Indonesierin sei das sehr bedeutend: „Der Schutz vor Korrosion ist mitentscheidend, weil sie die Lebensdauer dieser Kraftwerke bestimmt. Unsere Arbeit könnte die Effizienz der Ener‐gieproduktion mit Geothermie wesentlich verbessern.“

Für weitere Information wenden Sie sich bitte an: Bundesanstalt für Materialforschung und ‐prüfung (BAM), Dr. Ralph Bäßler , Unter den Eichen 87, 12205 Berlin, Tel.: +49 30 8104‐0, Fax: ‐2222, info@bam.de, www.bam.de –CND1420

Brückenertüchtigung mit feuerverzinktem Stahl

Feuerverzinkter Stahl kommt als Werkstoff für Brückenneubauten, Fahrbahnübergänge und vielfach auch für Brückenertüchtigungen zum Einsatz. Durch Ertüchtigung können marode Brücken weiter betrieben oder intakte Brü‐ckenbauwerke an steigende Verkehrsbelastungen angepasst werden.

Im Gegensatz zu Brü‐ckenneubauten, die mit vergleichsweise langen Planungszeit‐räumen sowie hohen Kosten verbunden sind, stellen Ertüchtigungen nicht selten eine kosteneffiziente, schnelle und vor allem auch nachhaltige, weil ressourcensparende Lösung dar, die vorhandene Brü‐ckenbauwerke fit für weitere Jahrzehnte macht. Zudem können Ertüchtigungen oft ohne nennenswerte störende Eingriffe in den Verkehr erfolgen und damit Staus vermeiden, die externe Kosten und negative Umwelt‐Effekte verursachen. Bei der Ertüchtigung von Brückenbauwerken hat sich feuerverzinkter Stahl als bevorzugter Werkstoff herauskristallisiert. Eine maximale Vorfertigung, die tempe‐raturunabhängige Ausführung und Montage, ein geringes Bauteilgewicht und die Robustheit und wartungsfreie Dauerhaftigkeit sind seine Stärken.

Abb. 1: Die Zubringer‐Brücke A67/A3 am Mönchhofdreieck bei Frankfurt wurde durch eine feuerverzinkte Stahlkonstruktion ertüchtigt.

Feuerverzinkter Stahl wird nicht nur zur Ertüchtigung und Verstärkung von Stahlbrücken eingesetzt, sondern auch für Brü‐ckenbauwerke in Massivbauweise verwendet. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Verstärkung der Zubringer‐Brücke A67/A3 am Mönchhofdreieck bei Frankfurt. Die Stahlbeton‐Brücke überführt den Zubringer von der A 67 auf die A 3. Der Überbau der Brücke wurde mit einer Entlastungskonstruktion aus feuerverzinktem Stahl versehen. Hierbei bringen zwei zusätzliche feuerverzinkte Rundstützen Lasten in die vorhandene, jedoch verstärkte zentrale Betonstützkonstruktion ein. Eine feuerverzinkte „Pfosten‐Riegel‐Konstruktion“ trägt im Bereich des Brückenwiderlagers Lasten des Brückenüberbaus in ein zusätzliches Streifenfundament ab.

Für weitere Information wenden Sie sich bitte an: Institut Feuerverzinken GmbH, Holger Glinde , Mörsenbroicher Weg 200, 40470 Düsseldorf, Tel.: +49211 690765‐14, Fax: ‐28, holger.glinde@feuerverzinken.com, www.feuerverzinken.com –CND1520

Stahlrecycling

Im Rahmen seiner strategischen Weiterentwicklung „Materials as a Service“ beschreitet thyssenkrupp Materials Services neue Wege und investiert in ein innovatives Geschäftsmodell: Für ein Joint Venture hat sich das Unternehmen die Expertise des industrieerfahrenen Company Builders mantro dazu geholt. Gemeinsam mit den Münchnern haben die Werkstoffexperten des thyssenkrupp Konzerns zum 2. Juni 2020 die mt industry recycling GmbH zum Recycling von Stahl gegründet. Das Gemeinschafts‐unternehmen will eine effektivere Rückführung von Stahlschrott in die Produktionsprozesse der Fertigungsindustrie erzielen und damit Kundenmehrwert bieten.

„Nur wenige Rohstoffe der Welt lassen sich so gut wiederverwerten wie Stahl. Bereits heute stammt fast die Hälfte der Stahlproduktion aus recyceltem Stahlschrott. Allein in Deutschland entspricht dies jährlich über 20 Millionen Tonnen Schrott. Wir sind davon überzeugt, dass deren Koordination und Abwicklung enormes Innovationspotenzial bietet”, so Jan Crommelinck , Geschäftsführer der mt industry recycling GmbH und Lead New Business Models bei thyssenkrupp Materials Services.

Kunden wie Stahlwerke und Gießereien können künftig sortenreinen Stahlschrott unmittelbar über die mt industry recycling GmbH beziehen. Der Zwischenschritt über den Schrotthändler entfällt. Für Kunden entstehen dank des ver‐schlankten Prozesses deutlich ge‐ringere Kosten und damit niedrigere Einkaufspreise. Durch die Sortenreinheit des Materials ist es ihnen zudem möglich, den Schrott ohne Qualitätsverluste einzuschmelzen und neu zu verarbeiten. Darüber hinaus versprechen effiziente Logistikprozesse einen positiven Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit in den Recyclingabläufen. „Die Materialrückführung ist der letzte fehlende Baustein nach Stahlherstellung, Verarbeitung und Handel, den wir mit dem Joint Venture unseren Kunden nun anbieten können. Wir verstehen uns konsequent als Teil der kompletten Kreislaufwirtschaft”, erklärt Jan Crommelinck .

Jahrzehntelange Erfahrung trifft auf Innovations‐Beschleuniger

thyssenkrupp Materials Services baut mit dem neuen Joint Venture konsequent sein Dienstleistungsportfolio aus und folgt damit seiner Strategie „Materials as a Service”. Ziel ist es, Kundenbeziehungen zu intensivieren und die Integration in die gesamte Lieferkette der Kunden voranzutreiben. Das Joint Venture von thyssenkrupp Materials Services und mantro kombiniert das Beste aus zwei Welten: Kunden können auf die jahrzehntelange und fundierte Materialexpertise der Werkstoffspezialisten von thyssenkrupp zurückgreifen. Als Experte für das Gründen von innovativen Unternehmen gemeinsam mit industriellen Partnern sorgt mantro für den optimalen Aufbau der Organisationstruktur und beschleunigt die Entwicklung. „Uns ist in all unseren Ventures vor allem eines wichtig – ein Setup zu finden, das den Erfolg des Geschäftsmodells ermöglicht. Häufig ist der Schlüssel hierfür Unabhängigkeit und Ge‐schwindigkeit zu erzeugen, ohne die Vorteile der bestehenden Netzwerke von mantro und unseren Partnern zu verlieren”, erläutert Manfred Tropper , Geschäftsführer der mantro GmbH. Die Ausgründung des neuen Geschäfts als eigenständige und unabhängige GmbH soll es ermöglichen, besonders schnell und flexibel Kundenlösungen zu entwickeln und zu wachsen.

Für weitere Information wenden Sie sich bitte an: Lars Bank, thyssenkrupp Materials Services GmbH, Head of External & Internal Communications, Business Area Materials Services, Tel.: +49 201 844–534416, lars.bank@thyssenkrupp.com, www.thyssenkrupp‐materials‐services.com –CND1620