ZUKUNFT BEGINNT
MIT FORSCHUNG.
Praxisorientierte Forschung auf höchstem Niveau hat im FEhS-Institut Tradition. Unsere Expertinnen und Experten und Labore, die fachübergreifende Teamarbeit sowie unser weit verzweigtes Netzwerk aus Industrie, Behörden und Universitäten machen uns zu begehrten Partnern bei internationalen Forschungsprojekten.
Wir stellen Ihnen im Folgenden eine aktuelle Auswahl vor.
SchlaGie
SchlaGie – Nutzung von Schlacke zur Energierückgewinnung für das lokale Fernwärmenetz
Wie lässt sich industrielle Abwärme sinnvoll für die kommunale Wärmeversorgung nutzen? Das Forschungsprojekt SchlaGie geht dieser Frage nach – mit einem besonderen Fokus auf die thermische Energie in Form von Schlacke. Seit April 2025 arbeiten Experten aus verschiedenen Disziplinen daran, ein neuartiges Verfahren zu entwickeln, das diese bislang verlorene Wärme für lokale Fernwärmenetze nutzbar macht.
Projektfokus: Energie aus unvermeidbarer Abwärme
Im Zentrum steht die sogenannte LD-Schlacke – ein Nebenprodukt der Stahlherstellung, das beim Abkühlen in offenen Beeten große Mengen Strahlungswärme freisetzt. Diese Energie bleibt bisher ungenutzt. SchlaGie will das ändern: Am Beispiel des Standorts Duisburg wird ein berührungsloses Verfahren zur Wärmeaufnahme entwickelt und getestet. Ziel ist es, die Wärme direkt in das lokale Fernwärmenetz einzuspeisen und so den Anteil industrieller Abwärme in der kommunalen Versorgung deutlich zu steigern.
Warum das wichtig ist
Die Stahlindustrie gehört zu den größten Erzeugern unvermeidbarer Abwärme – sowohl bei der Roheisenerzeugung als auch bei der Weiterverarbeitung zu Stahl. Technische und wirtschaftliche Hürden haben bislang verhindert, dass diese Energie umfassend genutzt wird. Dabei liegt allein im Duisburger Raum ein theoretisches Wärmepotenzial von bis zu 280.000 MWh pro Jahr – das entspricht einer möglichen Einsparung von 56.000 Tonnen CO₂, wenn man Erdgas als Vergleich heranzieht.
Projektziele im Überblick
- Technologieentwicklung: Aufbau eines Demonstrators zur berührungslosen Wärmeaufnahme aus Schlackenbeeten.
- Stoffanalyse & Simulation: Untersuchung der chemischen und thermophysikalischen Eigenschaften der Schlacke sowie Simulation realer Bedingungen im Labor.
- Integration in Wärmenetze: Einbindung der gewonnenen Energie in bestehende und neue Fernwärmesysteme.
- Übertragbarkeit: Prüfung der Anwendbarkeit auf andere industrielle Prozesse mit vergleichbarer Abwärme – etwa in Gießereien, Kraftwerken oder der Zementindustrie.
Ein Beitrag zur klimaneutralen Stadtentwicklung
SchlaGie zeigt, wie industrielle Prozesse und kommunale Infrastruktur intelligent verknüpft werden können. Die Projektergebnisse sollen nicht nur die Energieeffizienz der Stahlproduktion verbessern, sondern auch die kommunale Wärmeplanung unterstützen – und damit einen wichtigen Baustein für die klimaneutrale Transformation von Städten und Regionen liefern.
Projektpartner
- thyssenkrupp MillServices & Systems GmbH (Koordination)
- C-Technik GmbH
- Fraunhofer UMSICHT
- THGA – Technische Hochschule Georg Agricola
Laufzeit und Förderung
Die Projektzeitraum ist April 2025 bis März 2028 und eine Projektförderung erfolgt durch die Europäische Union sowie das Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des EFRE/JTF-Programms NRW 2021-2027, Förderaufruf ENERGIE.IN.NRW unter dem Förderkennzeichen EFRE-20800783.
David Algermissen M.Sc.
Abteilungsleiter Sekundärrohstoffe und Schlackenmetallurgie
+49(0)2065-994512
d.algermissen@fehs.de
InSGeP
Im Projekt InSGeP (Investigations of Slags from Next Generation Steel Making Processes) untersuchen fünf Stahlwerke, sechs Forschungseinrichtungen und zwei Anlagenbauer Schlacken aus der zukünftigen Stahlherstellung: die auf DRI/HBI basieren bzw. aus dem HPSR Verfahren. Dafür sollen weltweit Schlacken aus ähnlichen Prozessen zusammengetragen und charakterisiert werden, um typische Bandbreiten an chemischer und mineralogischer Zusammensetzung zu erhalten. Weiterhin sollen Schlacken im Labor und Technikum erschmolzen werden, welche auf DRI/HBI als Eisenträger basieren. Daraufhin sollen geeignete Anwendungen geprüft und Optimierungsmöglichkeiten aufgezeigt werden.
Koordiniert von: FEhS
Projektkoordinator: David Algermissen
Laufzeit: 01.07.2023 – 30.06.2027
Fördermaßnahme: RFCS
Förderkennzeichen: 101112665
This project has received funding from the Research Fund for Coal and Steel (RFCS) European Commission under grant agreement No. 800762.
SAVE-CO2
Das Projekt SAVE CO2 (Schaffung einer alternativen Verwendung einer auf DRI-Basis erzeugten Elektroofenschlacke für die Zementindustrie zur Verringerung der CO2-Emissionen) widmet sich dieser „neuen“ Schlacke und erforscht die Möglichkeit, ein ähnliches Bindemittel aus den sogenannten SAF Schlacken zu erzeugen. Dies soll auch weiterhin der Zementindustrie als Portlandzementklinkersubstitut zur Verfügung stehen, um so auch zukünftig die CO2-Emissionen deutlich zu reduzieren und beide Industrien weiterhin im Sinne der Kreislaufwirtschaft und Ressourcenschonung zu verbinden.
SAVE CO2 erweitert somit die betrachtete Systemgrenze auch über die Stahlindustrie hinaus. So soll ein CO2-Benefit für die deutsche Industrie gesamtheitlich erwirkt werden, was ein weltweites Vorbild für die dekarbonisierte Stahlindustrie mittels Direktreduktionsanlage und SAF sein kann.
Zur Umsetzung dieser Ziele werden im Vorhaben unterschiedliche Qualitäten von direkt reduziertem Eisen aufgeschmolzen und die entstehende Schlacke untersucht. Basierend auf den so gewonnenen Erkenntnissen werden in umfangreichen Labor- und Technikumsversuchen Konzepte entwickelt und erprobt, wie eine zukünftige Konditionierung der Schlacken funktionieren kann. Vielversprechende Konzepte werden anschließend in einem speziell für das Vorhaben angefertigten Elektroofen im größeren Maßstab umgesetzt, um die erforderlichen zement- und betontechnischen Untersuchungen durchführen zu können. Spezialisten für Ökobilanzierungen begleiten das gesamte Vorhaben, um eine fundierte Aussage über die umwelttechnischen Aspekte des entwickelten Verfahrens tätigen zu können.
Koordiniert von: FEhS
Projektkoordinator: David Algermissen
Laufzeit: 01.05.2021 – 30.04.2025
Fördermaßnahme: BMBF – KlimPro Industrie
Förderkennzeichen: 01LJ2004A
NUTRIMAN – THEMATISCHES NETZWERK FÜR NÄHRSTOFFMANAGEMENT UND NÄHRSTOFFRÜCKGEWINNUNG
NUTRIMAN ist ein thematisches Netzwerk für Stickstoff und Phosphor, das Wissen über Anwendungen, Praktiken und Technologien von rückgewonnenen biobasierten Düngemittelprodukten sammelt. Die wettbewerbsfähigen und kommerziell “praxisreifen” innovativen Ergebnisse aus hoch ausgereiften, angewandten wissenschaftlichen Programmen und der allgemeinen industriellen Praxis sollen zum Nutzen der Landwirte miteinander verbunden werden.
Die Agrar- und Ernährungswirtschaft ist in ihrer Produktion stark von den Ressourcen abhängig und strebt nach langfristiger Nachhaltigkeit. In diesem Zusammenhang ist es dringend erforderlich, die Ressourcennutzung zu optimieren und den Übergang zu einer wissensbasierten Landwirtschaft zu erleichtern. Daher ist es unerlässlich, Wissen und Informationen über die unzureichend genutzten Innovationen zur N/P-Verwertung (Technologien, Produkte, Praktiken) an die Landwirte weiterzugeben.
Ziel von NUTRIMAN ist es, die Nutzung der praxisreifen Fälle von N/P-Nährstoffmanagement/-rückgewinnungspotenzial zu verbessern, die den Praktikern noch nicht ausreichend bekannt sind. Unsere Maßnahmen werden den Landwirten neue Möglichkeiten bieten, Verbindungen zwischen angewandter Forschung mit hoher Forschungsreife mit für die Praxis nützlichen und kommerziell verfügbaren Ergebnissen herzustellen. Dabei werden marktkonforme Wettbewerbsbedingungen unter Berücksichtigung der landwirtschaftlichen Praxis schwerpunktmäßig im Bereich von Nährstoffmanagement und Nährstoffrückgewinnung berücksichtigt.
NUTRIMAN verfolgt einen Bottom-up-Ansatz, um Anreize und Engpässe für die Akzeptanz zu identifizieren und Technologien/Produkte zu priorisieren, was eine größere Bereitschaft zur Nutzung von Innovationen gewährleisten und die Multiplikatoreffekten verbessert. Das Projekt zielt auf eine groß angelegte Aufnahme der rückgewonnenen innovativen N/P-Düngemittel ab, die aus ungenutzten Ressourcen an organischen oder sekundären Rohstoffen im Einklang mit dem Kreislaufwirtschaftsmodell hergestellt werden, die von den Landwirten sowohl unter wirtschaftlichen als auch unter ökologischen Gesichtspunkten effizient genutzt werden können.
Die Ergebnisse des NUTRIMAN-Projekts werden über eine mehrsprachige Webplattform, (http://www.nutriman.net/) mehrsprachige Abstracts im EIP-AGRI-Format und praktische Vorführungen für Landwirte wirksam verbreitet und genutzt. Dadurch trägt diese Vorgehensweise zur erfolgreichen Nutzung des riesigen Reservoirs an bestehenden, ausgereiften Forschungsergebnissen bei, die bereits ein vollständiges industrielles und marktkonformes kommerzielles Niveau beim Thema N/P-Recovery erreicht haben.
Website: http://www.nutriman.net/
Coordinated by: Terra Humana
Project coordinator: Edward Someus
Project contact at FEhS-Institut für Bausstoff-Forschung e.V.: Dr. Uwe Pihl
Duration: October 2018 to March 2021
Funding program: European Union’s Horizon 2020
Grant agreement no.: 818470
EINLADUNG: NUTRIMAN-Newsletter zum Thema Nährstoffmanagement und Stickstoff- / Phosphornährstoffrückgewinnung: https://nutriman.net/subscribe
This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 818470.
REUSTEEL
The REUSTEEL project aims at extensively disseminate and valorize important research results on the reuse and recycling of by-products, based on an integrated critical analysis of a long list of EU-funded projects, in order to promote the exploitation of the results and increase the synergies with other industrial sectors. This analysis will also aim at identifying the most urgent needing and ambitions of the EU steel sector, to define a sequence of future research topics in this field and to highlight eventual non-technical showstoppers. Common actions will be identified in order to overcome or smooth the existing obstacles and to pave the way to research and implementation of innovative solutions. The target is the wider improvement of by-products reuse and recycling, which can be developed in the future years.
• Project title: Dissemination of results of the European projects dealing with reuse and recycling of by-products in the Steel sector
• Project acronym: REUSTEEL
• Coordinated by: SSSA
• Project coordinator: Valentina Cola
• Project contact at FEhS – Building Materials Institute: David Algermissen
• Duration: June 2019 to November 2022
• Funding program: Research Fund for Coal and Steel (RFCS) European Commission
• Grant agreement no.: 839227
This project has received funding from the Research Fund for Coal and Steel (RFCS) European Commission under grant agreement No 839227.
ECOSLAG
The ECOSLAG project aim is to find a technical solution for the whole process of heat recovery from steelmaking slag while producing a high-quality slag product for external or process internal utilization. While different heat recovery devices are being tested on the market, the internal transportation, storage of slag and final use of the recovered heat need to be sorted out for the process to be successful. The project covers the common steelmaking slags from Electric Arc Furnace, Blast Oxygen Furnace and Ladle Furnace.
• Project title: Eco-friendly steelmaking slag solidification with energy recovery to produce a high quality slag product for a sustainable recycling
• Project acronym: ECOSLAG
• Coordinated by: FEhS-Institute
• Project coordinator: David Algermissen
• Project contact at FEhS – Building Materials Institute: info@ecoslag.eu
• Duration: June 2018 to Mai 2022
• Funding program: Research Fund for Coal and Steel (RFCS) European Commission
• Grant agreement no.: 8007
This project has received funding from the Research Fund for Coal and Steel (RFCS) European Commission under grant agreement No. 800762.
ActiSlag
The main objectives of the very ambitious project were to understand more precisely which chemical and thermal parameters influence the quality of granulated blast furnace slag (GBS) and its performance in cement and concrete. For that the micro and nanostructure of the amorphous phase, some minor chemical elements beside the major oxides (CaO, SiO2, Al2O3, MgO) and the mechanism of early age hydration have been investigated. The main target was to improve the short-term performance and the performance of cements with high GBS contents. For achieving this target as well „upstream activation“ measurements for the liquid blast furnace slag (= chemical and thermal modifications of the glass structure) during the melting and granulation processes as „downstream activation“ measurements for the solid slag, e. g. the combination with chemical activators (e. g. NaCl, CaCl2, Na2SO4, NaSCN or triethanolamine) have been tested. With respect to the practice a „second generation GBS“ should be developed. Thus, a blast furnace cement CEM III/B with 80 wt.-% ground GBS should show a similar (early) strength performance as a composite cement CEM II with only 20 wt.-% GBS (18-24 MPa after 2 days). The project target have been achieved.
„ActiSlag“ was focused on classical GBS as it is produced and used for cementitious purposes since decades. If the European steel production transformation process will be realized, step by step blast furnaces will be substituted by a combination of direct reduction and electrical smelting processes, based on green hydrogen and green electrical power. Thus, the well-known GBS will vanish, too. Nevertheless, the project results have great relevance also for the new slags. It is a clear task for steel and slag producers to enable also these slags for a utilisation in cement and concrete in order to secure the environmental (lower raw material and primary energy demand, lower CO2 emission) and technical (high durability) advantages of slag containing cements. Therefore, the „ActiSlag“ results regarding the influence of chemical or thermal parameters on glass structure and reactivity, the hydration process and the efficiency of accelerating additions are transferable to the new slags, too.
- Project title: New activation routes for early strength development of granulated blast furnace slag
- Project acronym: ActiSlag
- Project partners: FEhS institute (Duisburg), ArcelorMittal Maizières Research (Metz), Centre National de la Recherche Scientifique (CEMHTI – Conditions Extrêmes et Matériaux: Haute Température et Irradiation, Orleans), University Paul Sabatier (LMDC – Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions, Toulouse), Technical University of Clausthal, Institute for Non-Metallic Materials (Clausthal-Zellerfeld) and ECOCEM Materials Ltd. (Dublin)
- Coordinated by: ArcelorMittal Maizières Research
- Project coordinator: Judith Kaknics
- Project contact at FEhS – Building Materials Institute:
-Ing. Andreas Ehrenberg [Email-Link a.ehrenberg@fehs.de] - Duration: July 2017 to December 2021
- Funding program: European Research Fund for Coal and Steel (RFCS)
- Grant agreement no.: 749809
- Publication: „Report“ of the FEhS institute No. 1/2023
This project has received funding from the European Union’s Research Fund for Coal and Steel under grant agreement No 749809
