Ingeniero

Branchenanalyse zur Energieeffizienz in der Zementindustrie

Seminararbeit

Pablo Galindo Zapata
Matrikelnummer: 1413327

18. Januar 2012

Betreuer der Seminararbeit:
Dr. Russell McKenna und Dipl.-Wi.-Ing. Erik Merkel

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP)
Lehrstuhl fürEnergiewirtschaft
Prof. Dr. rer. pol. Wolf Fichtner

Eigenständigkeitserklärung
Ich erkläre hiermit, die vorliegende Arbeit selbständig und ohne unzulässige fremde Hilfe angefertigt zu haben. Die verwendeten Quellen und Hilfsmittel sind im Literaturverzeichnis vollständig aufgeführt. Ich versichere alles kenntlich gemacht zu haben, was aus Arbeiten anderer unverändert oder mit Abänderungenübernommen wurde.

Karlsruhe, den 18.Januar 2012

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Pablo Galindo

Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung I
2. Zement II
2.1 Deutsche Zementindustrie II
2.2 Chemische Zusammensetzung II
2.3 Zementarten III
3 Zementherstellung V
3.1 Rohmaterialgewinnung VI
3.2 Lagerung und Homogeniesierung VI
3.3 Aufbereitung des Rohmaterials VI
3.3.1 Verschiedene Verfahren zurAufbereitung VI
3.3.2 Ofentechniken VII
3.4 Brennen des aufbereiteten Materials X
3.5 Kühlung des Zementklinkers XI
3.5.1 Rostkühler XI
3.5.2 Satellitenkühler und Rohrkühler XII
3.6 Mahlen und Mischen des Zementklinkers XII
4 Energiebedarf XIII
4.1 Brennstoffenergie XIII
4.2 Elektrische Energie XV
5 Energieeffizienz XVI
5.1 Anlagentechnik XVI
5.1.1 Betriebsarten XVI
5.1.2 Abwärmenutzung XVII5.2 Best Available Technologie (BAT) XVII
5.3 Potenziale XVII
5.3.1 Reduktion des Klinkerzementfaktors XVIII
5.4 Entwicklung von Low-CO2 Zementen XIX
6. Fazit XX
Abbildungsverzeichnis XXI
Tabellenverzeichnis XXII
Literaturverzeichnis XXIII

1 Einleitung
Zement spielt eine sehr wichtige Rolle in der deutschen Wirtschaft. Es ist ein Bindemittel, das hauptsächlich für die Herstellung vonBeton und Mörtel eingesetzt wird. Von der Zementproduktion hängen also auch weitere Industrien, wie beispielsweise die Bau- und die Baustoffindustrie ab. Im Jahre 2008 wurden insgesamt 33,6 Millionen Tonnen Zement hergestellt. Die Herstellung dieses Massenbaustoffs Zement stellt heute ein bedeutendes Gebiet der modernen Verfahrenstechnik dar. (Verein Deutscher Zementwerke e.V, Die deutscheZementindustrie Wertschöpfung und Leistungsfähigkeit)

Die Zementindustrie gehört zu den energieintensiven Industrien der Bundesrepublik. Grund dafür sind die hohen Produktanforderungen sowie die Tatsache, dass zur Zementherstellung Prozesse mit sehr hohen Temperaturen ablaufen müssen, wie beispielsweise beim Brennen des Zementklinkers. Die Zementindustrie ist jedoch sehr bemüht, den Energieverbrauchbei der Zementherstellung zu verringern. Dies drückt sich vor allen Dingen durch die hohen Summen, die die Zementindustrie in energie- und rohstoffeffiziente Technik investiert aus. Diese Investitionen sind konjunkturunabhängig. Deshalb ist die Investitionsquote der Zementindustrie mit 7,5 % auch mehr als doppelt so hoch, wie die durchschnittliche des Verarbeitenden Gewerbes insgesamt mit 3,4%.Diese Investitionen dienen sowohl der Wettbewerbsfähigkeit, als auch dem Umweltschutz.

In dieser Seminararbeit soll nun untersucht werden, wie die Zementproduktion genau funktioniert, um dabei bereits unternommene Modifikationen zu erläutern, aber auch, um Potentiale zu entdecken. Waren die hohen Investitionen der Zementindustrie wirklich nützlich? Gibt es noch weitere Optimierungsmöglichkeiten?Wie wird die Zukunft der Zementindustrie im Hinblick auf die Energieeffizienz aussehen? Diese Fragen sollen im Folgenden beantwortet werden.

2 Zement
2.1 Deutsche Zementindustrie
Die Deutsche Zementindustrie besteht aus eine Mix zwischen groß-und mittleren Unternehmen. Insgesamt gibt es in Deutschland 27 Unternehmen und 56 Werken. Im Jahr 2010 betrug der Jahresumsatz der Branche 2,3 Mrd....