Forschung und Entwicklung

Nutzung von Schlacke zur Energierückgewinnung für das lokale Fernwärmenetz (SchlaGie)

Im April 2025 ist das Forschungsprojekt SchlaGie gestartet. Ziel des dreijährigen Projekts ist die Entwicklung und Erprobung eines innovativen Wärmerückgewinnungskonzepts für Schlackenbeete, um industrielle Abwärme aus der Eisen- und Stahlproduktion nutzbar zu machen. Damit soll ein bisher ungenutztes energetisches Potenzial erschlossen und ein bedeutender Beitrag zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung im Gebäudesektor geleistet werden.

Hintergrund und Relevanz

Insbesondere im Ruhrgebiet, dem größten urbanen Ballungsraum Deutschlands, wächst der Druck, klimaneutrale Wärmeversorgungslösungen zu entwickeln. In Anbetracht der ambitionierten Zielvorgabe der Bundesregierung, bis 2045 treibhausgasneutral zu sein, ist der Umstieg auf alternative, nicht-fossile Energiequellen zwingend erforderlich.

Ein zentraler Ansatzpunkt ist die Nutzung industrieller Abwärme, die bislang unerschlossen bleibt. Besonders relevant ist dabei die Abwärme aus schmelzflüssiger Schlacke, einem Nebenprodukt der Stahlherstellung. Nach dem Abstich wird die Schlacke in großflächigen Beeten deponiert, wo sie über einen längeren Zeitraum abkühlt – dabei geht ein erheblicher Teil thermischer Energie ungenutzt an die Umgebung verloren.

Potenzial und Wirkung

Am Beispiel der Stahlwerksschlacke in Duisburg ergibt sich ein theoretisch nutzbares Wärmepotenzial von rund 280.000 MWh jährlich – selbst bei konservativ angenommenen 50 % der maximal verfügbaren Energiemenge. Das entspricht einer möglichen Einsparung von bis zu 56.000 Tonnen CO₂ pro Jahr (auf Basis von Erdgas als Vergleichsbrennstoff).

Die gezielte Rückgewinnung dieser Wärme bietet somit nicht nur einen ökologischen, sondern auch einen wirtschaftlichen Mehrwert: Sie steigert die Energieeffizienz der Stahlproduktion und unterstützt gleichzeitig die kommunale Wärmeplanung durch ein dauerhaft verfügbares, lokal erzeugbares Wärmeangebot.

Projektziele und -wirkung

Das Projekt SchlaGie verfolgt mehrere strategische Ziele:

• Entwicklung eines technischen Konzepts zur Rückgewinnung und Übertragung der in Schlackenbeeten enthaltenen Wärme.

• Bewertung der Wirtschaftlichkeit und Übertragbarkeit auf andere Standorte und Schlackenarten.

• Integration in bestehende oder geplante Wärmenetze zur Versorgung neuer, nachhaltiger Wohnquartiere und Infrastrukturen.

• Stärkung der regionalen Wertschöpfung und Beitrag zur CO₂-armen Transformation der Industrie.

Durch die Verknüpfung industrieller Prozesse mit der kommunalen Wärmeplanung trägt SchlaGie dazu bei, die Versorgungssicherheit mit klimafreundlicher Wärme zu verbessern – ein zentraler Baustein auf dem Weg zur klimaneutralen Stadtentwicklung in NRW und darüber hinaus.

Ansprechpartner:

Dr. rer. nat. Michael Dohlen

Projektpartner:

C-Technik GmbH

FEhS – Institut für Baustoff-Forschung e.V.

Fraunhofer UMSICHT

THGA – Technische Hochschule Georg Agricola

Finanzierung:

Förderung durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des EFRE/JTF-Programms NRW 2021-2027

Ressourceneffiziente Mauersteine mit reduziertem CO₂-Fußabdruck (AACtion)

Im Mai 2025 ist das Forschungsprojekt AACtion gestartet. Ziel des auf drei Jahre angelegten Projekts ist es, Baustoffe wie Porenbeton und Kalksandstein umweltfreundlicher zu machen – unter anderem durch den Einsatz von sekundären Rohstoffen wie Stahlwerksschlacken anstelle von klassischen Zementen und Primärrohstoffen. So soll die CO₂-Bilanz im Bausektor deutlich verbessert werden.

Gefördert wird das Projekt im Rahmen des Innovationswettbewerbs „Industrie.IN.NRW“ mit Mitteln des EFRE/JTF-Programms des Landes Nordrhein-Westfalen. Es leistet einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung der globalen Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen, insbesondere in den Bereichen Klimaschutz (SDG 13) und nachhaltige Ressourcennutzung (SDG 12).

Gerade in Nordrhein-Westfalen – und hier insbesondere im Ruhrgebiet als größtem Ballungsraum Deutschlands – ist nachhaltiges Bauen von großer Bedeutung. Rund 75 % der Bevölkerung leben heute in Städten, was den Bedarf an umweltfreundlichem Wohnraum und Infrastruktur weiter steigen lässt.

 Innovative Baustoffe für die Zukunft

Im Fokus des Projekts steht die Weiterentwicklung von dampfgehärteten Mauersteinen wie Porenbeton und Kalksandstein. Durch den Ersatz herkömmlicher Bindemittel und Rohstoffe durch industrielle Nebenprodukte wie Schlacken kann nicht nur der CO₂-Ausstoß reduziert, sondern auch die Ressourceneffizienz deutlich gesteigert werden.

Zudem sollen bestehende Herstellungsprozesse optimiert werden – mit dem Ziel, den Energiebedarf zu senken und den Einsatz erneuerbarer Energien zu erhöhen. So wird die Bauindustrie dabei unterstützt, einen wichtigen Schritt in Richtung der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung zu gehen.

Ein besonderes Merkmal des Projekts ist die Zusammenarbeit von Forschung, regionalen Netzwerken und Industrie. Hochschulen und Forschungseinrichtungen bringen ihr technisches Know-how ein, während kleine und mittelständische Unternehmen sowie Industriepartner ihr praktisches Wissen und ihre Produktionskapazitäten beisteuern. Diese enge Kooperation sorgt dafür, dass die entwickelten Lösungen praxisnah und umsetzbar sind.

Ansprechpartner:

Dr. rer. nat. Michael Dohlen

Projektpartner:

Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP

Xella Technologie- und Forschungsgesellschaft mbH

SCHLENK Metallic Pigments GmbH

HDB Recycling GmbH

Heinrich Temmink GmbH & Co. KG 

Ingenum GmbH 

Finanzierung:

Förderung durch die Europäische Union und das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des EFRE/JTF-Programms NRW 2021-2027