Die Verzinkungsindustrie muss ihre CO₂-Emissionen reduzieren. Dafür arbeitet die Industrie vor allem an der Dekarbonisierung ihrer Hochtemperaturprozesse. Im Forschungsprojekt H2Rollout testen nun die Westfälische Hochschule gemeinsam mit der ProPuls GmbH und dem Verzinkungswerk der Firma Zinq die Integration wasserstoffbetriebener Flachflammenbrenner in bestehende Anlagen.

Wasserstoff unterscheidet sich in seinen Flammcharakteristiken von Erdgas. In dem Projekt wollen die Forschenden die Auswirkungen auf Verzinkungskessel, Abgas und Gesamtwirkungsgrad analysieren. Damit wollen die Beteiligten das technische Fundament für den Wasserstoffeinsatz schaffen. Entscheidend seien auch regulatorische, infrastrukturelle und wirtschaftliche Voraussetzungen, heißt es in der veröffentlichten Pressemeldung.

Dafür stellt Zinq an ihrem Standort in Castrop-Rauxel einen Kessel als Pilotanlage bereit. Die Forscher ersetzen zunächst einen Flachflammenbrenner durch eine wasserstoffbetriebene Variante. Sie betten den neuen Brenner in das bestehende Regelungssystem ein. Parallel prüft das Verzinkungsunternehmen verschiedene Konzepte für die Wasserstoffversorgung.

Strömungssimulationen und Prozessanalyse

Prof. Martin Habermehl von der Westfälischen Hochschule verantwortet die Strömungssimulationen. Diese bilden die Basis für die Anpassung der Wasserstoffflamme an den bisherigen Erdgasbetrieb. Sein Team analysiert den Probebetrieb und erfasst Brennverhalten, Temperaturen sowie Wassergehalt und Stickoxide im Abgasstrom.

Die Herausforderung: Die Verbrennung muss stabil bleiben und sich in den bestehenden Prozess integrieren lassen. Das flüssige Zink toleriert nur einen geringen Temperaturbereich. Der Kessel als Herzstück der Verzinkerei darf keinen Schaden nehmen.

Optimierung der Regelungstechnik

ProPuls GmbH, eine Ausgründung der Westfälischen Hochschule, optimiert die Steuerungs- und Regelungstechnik. „Die Daten aus den Simulationen und die Messwerte aus dem Pilotbetrieb sind unsere Grundlage für die Optimierung der Prozessregelung“, erklärt Philipp Neuhaus, Teamleiter MSR-Technik bei ProPuls.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert das Projekt über das Förderprogramm „T!Raum – TransferRäume für die Zukunft von Regionen“. H2Rollout ist Teil der Transfer-Initiative „H2Raum“ der Westfälischen Hochschule und des Fraunhofer IEG. Die Laufzeit geht bis 2028.

Blaupause für die Industrie

Die Projektpartner wollen mit den Ergebnissen eine Blaupause für die Verzinkungsindustrie und weitere prozesswärmeabhängige Industriezweige entwickeln. Die Initiative H2Raum vernetzt Wasserstoffakteure im Ruhrgebiet und fördert gemeinsame Projekte.

Die Westfälische Hochschule forscht seit über 20 Jahren zu Wasserstofftechnologie. Seit dem Wintersemester 2024/25 bietet sie den Studiengang „Wasserstoffsysteme und Erneuerbare Energien“ an. Mit dem „H2 Solution Lab“ entsteht ein Wasserstofflabor in Gelsenkirchen, gefördert durch Bund und Land Nordrhein-Westfalen.

Das Fraunhofer IEG konzentriert sich auf Geothermie, Energieinfrastrukturen und industrienahe Wasserstoffforschung. Es leitet das Leitprojekt TransHyDE des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz zu Wasserstofftechnologien.