Umweltschutz am Standort Hamburg

Während Anfang der 1990er Jahre große Verbesserungen durch Errichtung und Betrieb von Filteranlagen vor den Essen erzielt wurden, sind weitere Verbesserungen heutzutage nur noch schwerer bzw. mit erheblichem technischen Aufwand über den Stand der Technik hinaus und unter hohem Energieeinsatz zu erzielen. Bei der Planung von Verbesserungen müssen diese zu den Auswirkungen auf andere Ziele, wie z.B. die Transformation in eine klimaneutrale Produktion, in einem ausgewogenen Verhältnis stehen. Daher werden in Zukunft intelligente Steuerungssysteme mit differenzierter Wirkungsweise gegenüber der herkömmlichen Entstaubungstechnik immer mehr an Bedeutung gewinnen. Aurubis entwickelt diese neuartigen Technologien auch im eigenen Hause und fördert auf diese Weise die Weiterentwicklung des Standes der Technik branchenübergreifend auf europäischer Ebene.

Seit dem Jahr 2000 konnten die Staubemissionen des Standortes sowohl spezifisch (- 79 g/t produziertes Kupfer pro Jahr) als auch absolut (-30 t pro Jahr) verringert werden. Die mit der Freien- und Hansestadt Hamburg freiwillig geschlossenen Emissionsminderungsvereinbarungen wurden stets erfüllt.

Unsere Anlagen werden bereits mit den besten verfügbaren Abgasreinigungstechniken betrieben. Es verbleibt jedoch ein geringes Restemissionsniveau, das hauptsächlich durch diffuse Emissionen bestimmt wird. In vielen Fällen sind geeignete Minderungssysteme weder erprobt noch mit der erforderlichen Effizienz auf dem Markt verfügbar. Trotz dieser Herausforderungen plant Aurubis, insbesondere diffuse Staubemissionen auch in Zukunft durch geeignete Lösungen weiter zu reduzieren, zum Beispiel durch die effiziente und bedarfsgesteuerte Absaugung und Reinigung von Abluft aus Dachöffnungen oder durch den Einsatz neu entwickelter Filtermedien.

So werden am Standort Hamburg bis 2027 über 100 Mio. € in Maßnahmen zur weiteren Emissionsminderung in der Primärhütte über den Stand der Technik hinaus investiert. Die Maßnahmen erstreckten sich von optimierten Quellenabsaugungen über ein neu installiertes Verfahren zur Aufbereitung von Zwischenprodukten bis hin zum Einsatz modernster Absaug- und Filtertechnik zur Erfassung von staubförmigen Restemissionen. Weitere Schritte zur weiteren Reduktion von diffusen Emissionen der Primärhütte sollen zu einer Emissionsminderung von 80 % führen. All das zahlt auf unsere Nachhaltigkeitsstrategie ein – und macht den Standort langfristig zukunftssicher.

Durch Optimierungen der betriebseigenen Abwasserbehandlungsanlage konnten die Metallemissionen in Gewässer seit 2000, unter Berücksichtigung der normalen Schwankungsbreite, pro t erzeugten Kupfers um mehr als 30% gesenkt werden. Weitere Verbesserungen, u.a. durch Optimierung Prozessparameter der Abwasserbehandlungsanlage, durch Verbesserung der Dosierstrategie und technische Optimierungen sind geplant.

Durch den sparsamen Einsatz von Rohstoffen und Energie praktizieren wir verantwortliches Handeln gegenüber zukünftigen Generationen. Bei langfristiger Betrachtung konnte der spezifische Energieverbrauch am Produktionsstandort Hamburg in den letzten Jahrzehnten deutlich reduziert werden; im Vergleich zum Jahr 1990 um rund 45 %.

Der CO2-Fußabdruck der Aurubis-Kupferproduktion liegt mit 1.289 kg/t bei weniger als der Hälfte des weltweiten Durchschnitts.

Je mehr Maßnahmen im Bereich der Energieeffizienz in der Vergangenheit umgesetzt worden sind, desto herausfordernder ist eine weitere Optimierung. Heute lassen sich bei mindestens gleichbleibend hohen Investitionen nur vergleichsweise geringe Verbesserungen innerhalb der Werksgrenzen erzielen, weil der Senkung des Energieverbrauchs und der Emissionsminderung technologische Grenzen gesetzt sind. So erfordert der Einsatz von komplexen Recyclingrohstoffen mit vergleichsweise geringem Metallgehalt und von komplexen Erzkonzentraten einen höheren Energieeinsatz für die Verarbeitung. Daher setzen wir neben der weiteren Effizienzsteigerung auch auf Lösungen, die außerhalb unseres Werkes Energie und damit CO2 einsparen – wie z. B. das Industriewärmeprojekt Hamburg mit einem Gesamteinsparpotential von bis zu 120.000 t CO2 pro Jahr, das im Jahr 2024 mit der letzten Ausbaustufe vollständig in Betrieb genommen wurde. Seitdem werden über 20.000 Haushalte in Hamburg nach erfolgtem Anschluss an das gesamte Fernwärmenetz mit nahezu fossilfreier Wärme versorgt.  

Im Jahr 2019 wurde die erste 10 MW Power-to-Steam-Anlage im Werk Hamburg in Betrieb genommen. Hierbei handelt es sich um einen elektrisch betriebenen Dampferzeuger, der in Phasen mit Überangebot an erneuerbarem Strom im Netz zugeschaltet werden kann. Eine 100-prozentige Stromversorgung durch erneuerbare Energien vorausgesetzt, können allein durch diese Anlage rund 4.000 t CO2 jährlich eingespart werden.

Auf dem Transformationspfad spielen in der aktuellen Phase Effizienz- und Flexibilisierungsmaßnahmen eine relevante Rolle. So werden wir weiter Maßnahmen zur Abwärmenutzung, Wärme- und Stromspeicherung identifizieren und umsetzen. Gegenläufige Effekte, wie z.B. entstehend durch die Weiterentwicklung des Werks und auch Umweltschutzmaßnahmen können noch nicht immer vollständig kompensiert werden. Bei Investitionsentscheidungen ist jedoch die Auswirkung auf den Klimaschutz zwingendes Prüfkriterium.

1. Projekt: Reduktion Diffuser Emissionen (RDE) in der Primärkupfererzeugung

• Nach vollständiger Umsetzung aller Maßnahmen können die diffusen Emissionen der Primärkupfererzeugung um 80 % verringert werden. Die erste Umsetzungsphase wurde erfolgreich implementiert. Die zweite Umsetzungsphase erfolgt 2026 mit Inbetriebnahme.
• Die Anlage besteht in ihrer Endausbaustufe aus fast 20.000 speziellen feinstaubrückhaltenden Filterelementen mit einer Filterfläche von 22.500 m², was ca. 3 Fußballfeldern entspricht
• Die Abluftleistung kann bis auf 1,5 Mio m³/h bedarfsgerecht heraufgeregelt werden, entsprechend etwa der Füllung von 450 Heißluftballons in einer Stunde als Maximalleistung
• Die neuartige Technologie ist von der KfW über das Umweltinnovationsprogramm gefördert worden

1. Auskopplung von industrieller und nicht mit fossilen Brennstoffen erzeugter Abwärme bis 38 MW aus der Schwefelsäureproduktionsline 2 und 3 und Einspeisung in das vorhandene städtische Übertragungsnetz

• Diese zweite Stufe des 2018 gestarteten Industriewärmeprojekts kann zusätzlich mehr als 120.000 t/a CO2 einsparen.
• Fertiggestellt: 2024

2. Reduktion von CO2-Emissionen durch diverse Maßnahmen

• Erdgasreduzierung in der Primärkupferhütte (Anodengießmaschine und Rinnen und an der Mittellanze des Schwebeschmelzofens)
• Einbau effizienter Pumpen und Gebläse, überwiegend mit Drehzahlregelung
• Reduktion von Druckluftverluste in der Sekundärkupferproduktion, Neubau effizienter Drucklufterzeugungsanlagen
• Ersatz von Kalkstein durch Hochofenschlacke als Zuschlagstoff bei der Sekundärkupfererzeugung
• Errichtung neuer Anodenöfen, speziell ausgelegt zum zukünftigen Einsatz von Wasserstoff als Reduktionsmittel (Einsparpotenzial 6.000 t/a CO2)
• LED-Beleuchtungen
• Maßnahmen umgesetzt in 2023 und 2024

1. Verbesserung der Abwasserbehandlungsanlage, Reduzierung von Metallemissionen

• Weitere Optimierung der Prozessparameter der Abwasserbehandlungsanlage durch Verbesserung der Dosierstrategie und technische Optimierungen sowie Online-Messtechnik
• Vernetzung von Anlagen als Redundanz

2. Weitere Verminderung der Abwassermenge.

• Reduzierung des Kühlwasserbedarfs bei Durchlaufkühlungen durch optimierte Temperaturregelung und Umstellung auf Kreislaufkühlsysteme im Bereich Abgasreinigung und Edelmetall/Recycling
• Umsetzung in den Jahren 2024 -2027

Wir sehen keinen Widerspruch zwischen Naturschutz und Industrieproduktion. Wo immer möglich versuchen wir neben der notwendigen Weiterentwicklung des Werks auch bei der Förderung von städtischer Biodiversität zu unterstützen.

Gemeinsam mit der Umweltbehörde und dem NABU wurden im Rahmen des Netzwerks UnternehmensNatur Maßnahmen abgestimmt, die dem wichtigen Natur- und Artenschutz in Hamburg helfen.

Im Rahmen einer Bestandsaufnahme wurden weitere Maßnahmen zur Förderung der städtischen Biodiversität abgestimmt, mit dem Schwerpunkt, die Ziele zur Förderung der städtischen Biodiversität mit den Projekten zu Werksentwicklung und Transformation im beiderseitigen Fortschritt bestmöglich zu vereinbaren.

Reduzierung diffuser Emissionen im Bereich der Primärkupfererzeugung: Stufenweise Umsetzung von Maßnahmen zur weiteren Minderung staubförmiger diffuser Emissionen aus der Primärkupfererzeugung. Das Gesamtprojekt beinhaltet neben Effizienzsteigerungen bei vorhandenen quellennahen Erfassungssystemen auch Maßnahmen zur Optimierung der Hallenströmungsverhältnisse und der Errichtung neuer Aggregate zur emissionsarmen Behandlung interner Zwischenprodukte. Zusätzlich wird die stufenweise Installation einer rein bedarfsabhängig gesteuerten Erfassung und Reinigung von Restemissionen am Dach ein wichtiger Bestandteil des innovativen Konzepts. Die Dachabsaugung ist so konzipiert, dass sie stufenweise erweitert werden kann. Durch das an den jeweils vorliegenden tatsächlichen Bedarf angepasste Steuerungskonzept wird darüber hinaus eine hohe Energieeffizienz erreicht. Mit der Maßnahme wird eine Minderung der diffusen Emissionen aus der Primärkupfererzeugung um ca. 80 % erwartet – auch im globalen Maßstab ein Vorbild für eine saubere Produktion. Das Projekt wurde im Jahr 2020 gestartet. Schrittweise Umsetzung, erster Schritt 2022 abgeschlossen. Investition: 100 Millionen Euro. Die zweite Umsetzungsphase befindet sich in der Umsetzungsplanung.

Die Inbetriebnahme wird voraussichtlich 2026 erfolgen.

Der 10-MW-Elektrodenheizkessel erzeugt Dampf insbesondere zu Zeiten überschüssigen Stroms aus erneuerbaren Energien. Damit wird ein Beitrag zur Netzstabilisierung geleistet. In den Betriebsphasen des Elektrodendampfkessels kann herkömmlich mit Erdgas erzeugter Prozessdampf substituiert werden. Dadurch ergibt sich ein jährliches CO2-Einsparpotenzial in Höhe von 4.000 t/a.

Technische Änderungen an den Säurekühlern der Kontaktanlage, Strang I. Anhebung des Temperaturniveaus zur Ermöglichung einer Auskopplung von Fernwärme und Bau einer Fernwärmeleitung bis zur Werksgrenze zur Versorgung der Hafencity Ost. Vermeidung der Einleitung von jährlich 12 Mio m³ Kühlwasser in die Elbe. Investitionen von ca. 22 Mio €

Ersatz der alten Nassgaswäsche an der Konzentrat-Trockentrommel der Rohhütte Werk Ost durch eine moderne Trockenfilteranlage • Reduzierung der Unfallgefahr durch verbesserte Ergonomie • Reduzierung der Staubemissionen um 75 % • Reduzierung der SO2-Emissionen um 85 %

Installation einer Absaugung von 60.000 m³/h auf dem Gebäude des Elektro-Ofens der Sekundärhütte. Filterung der Abluft über vorhandene Filteranlage. 

Inbetriebnahme einer Dampfturbine zur Stromerzeugung. Die vormals ungenutzte Druckstufe zwischen 60 und 20 bar wird mit Hilfe eines Überhitzers nutzbar gemacht. Damit Einsparung von etwa 5.000 t CO2 pro Jahr.

Inbetriebnahme einer neuartigen, dampfbeheizten Anodenschlammpresse inklusive verschiebbarer Absaughaube zur vollständigen Erfassung der thermik-induzierten Emissionen oberhalb der Presse.

Ersatz der alten Bleiraffination. Verminderung diffuser Emissionen durch verbesserte Abläufe mit Lüftungskonzept um ca. 50%. Neubaukosten von ca. 20 Mio €.

Errichtung einer Lagerhalle inklusive eines eingehausten und abgesaugten Brechers für schadstoffbelastete Schüttgüter im Werk Nord. Materialtransport erfolgt nun über ein vollständig geschlossenes System.

Neubau einer Filteranlage zur weiteren Verminderung diffuser Emissionen im Konverterbereich.

Inbetriebnahme zweier Waschtürme zur Entfernung von Fluoriden und anderen wasserlöslichen Inhaltsstoffen aus dem Abgas. Das Gas durchströmt die Türme dabei von unten im Gegenstrom zum Waschwasser.

Neues Abgaserfassungssystem für Anodenofen und –gießmaschine bewirkt Emissionsminderung von mehr als 70% des Bereiches. Investition von mehr als 7 Mio €.

Einhausung und Absaugung des Pierce-Smith-Konverters der Rohhütte im Werk Nord zur Erfassung und Behandlung von SO2-haltigen Abgasen aus Chargiervorgängen innerhalb der Konverterhalle (Haus in Haus-Konzept). Überdachung des Konverter-Zwischenproduktplatzes zur Verminderung diffuser Staubemissionen.