title: Development of techno-economic assessment (TEA) of chemical production using steel mill gas as a feedstock
Creators: name: Collis, Jason
Publisher: name: Technische Universität Berlin
Year: 2024
Subjects: subject: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::660 Chemische Verfahrenstechnik::660 Chemische Verfahrenstechnik
subject: steel mill gas
subject: green chemistry
subject: CCU
subject: steel
subject: TEA

description: The steel industry is a significant contributor to global greenhouse gas emissions, and reducing these emissions is necessary to limit global warming to 2℃ above pre-industrial levels. The capture and utilization (CCU) of emitted gases is the most promising solution for reducing emissions in the steel industry in the short term. The use of captured gases as a feedstock for the chemical industry has significant potential for reducing emissions while also creating economic value. However, many CCU technologies are still in their early stages of development, and appropriate assessment is necessary to determine their potential at larger scales. The feasibility of using steel mill gases as a feedstock for chemical and fuel production was assessed using techno-economic and greenhouse gas (GHG) emissions assessments. The results suggest that using steel mill gases as feedstocks for chemical processes can reduce GHG emissions in the steel industry, with BFG being recommended as a cost-effective feedstock for chemical production. A case study was conducted on the use of steel mill gas to produce sustainable aviation fuel, and the results show that this process also has economic and environmental viability. Hydrogen was identified as a crucial component that could be supplemented externally for processes that require more hydrogen than is contained within steel mill gas, and a model was developed that assessed the cheapest production location worldwide for any desired usage location, including transport costs. The models developed in this thesis provide essential economic and environmental data for decision-makers in the steel and chemical industry to make more informed decisions about the implementation of low-carbon technologies to meet climate goals, for example being able to accurately assess the cost of a planned CCU project. Overall, CCU technologies offer a promising solution for reducing emissions in the steel industry, and appropriate assessment is necessary to determine their potential at larger scales.
description: Die Stahlindustrie ist ein bedeutender Verursacher von Treibhausgasemissionen weltweit, und die Reduzierung dieser Emissionen ist notwendig, um die Erderwärmung auf 2℃ über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen. Die Erfassung und Nutzung (CCU) von ausgestoßenen Gasen ist die vielversprechendste Lösung für die Reduzierung von Emissionen in der Stahlindustrie auf kurze Sicht. Die Verwendung erfasster Gase als Rohstoff für die chemische Industrie hat ein erhebliches Potenzial, um Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig wirtschaftlichen Wert zu schaffen. Viele CCU-Technologien befinden sich jedoch noch in ihren frühen Entwicklungsstadien, und eine angemessene Bewertung ist erforderlich, um ihr Potenzial in größeren Maßstäben zu bestimmen. Die Machbarkeit der Verwendung von Stahlwerkgasen als Rohstoff für die chemische und Brennstoffproduktion wurde mithilfe von techno-ökonomischen und Treibhausgas emissionsbewertungen bewertet. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Verwendung von Stahlwerkgasen als Rohstoffe für chemische Prozesse die Treibhausgasemissionen in der Stahlindustrie reduzieren kann, wobei BFG als kosteneffektiver Rohstoff für die chemische Produktion empfohlen wird. Eine Fallstudie wurde zur Verwendung von Stahlwerkgas zur Herstellung von nachhaltigem Flugzeugtreibstoff durchgeführt, und die Ergebnisse zeigen, dass dieser Prozess auch wirtschaftlich und ökologisch tragfähig ist. Wasserstoff wurde als wesentlicher Bestandteil identifiziert, der für Prozesse, die mehr Wasserstoff erfordern, als im Stahlwerkgas enthalten ist, von extern ergänzt werden könnte. Es wurde auch ein Modell entwickelt, das den günstigsten Produktionsstandort weltweit für jeden gewünschten Verwendungsort einschließlich Transportkosten bewertet. Die in dieser Arbeit entwickelten Modelle liefern wichtige wirtschaftliche und ökologische Daten für Entscheidungsträger in der Stahl- und Chemieindustrie, um fundiertere Entscheidungen über die Umsetzung von kohlenstoffarmen Technologien zur Erreichung von Klimazielen zu treffen. Insgesamt bieten CCU-Technologien eine vielversprechende Lösung zur Reduzierung von Emissionen in der Stahlindustrie, und eine angemessene Bewertung ist erforderlich, um ihr Potenzial in größeren Maßstäben zu bestimmen.