Bild 1: Zementmühlen (Quelle: IBM)
Lafarge Holcim gehört zu den weltweit führenden Herstellern von Zement, Zuschlagstoffen (Sand und Kies)und Beton. Das Unternehmen ist in 90 Ländern vertreten und betreibt weltweit zirka 1 000 Zementmühlen (Bild 1). Sie zermahlen Zementklinker gemeinsam mit Ölschiefer zu Zement unterschiedlicher Festigkeitsklassen. Dieser Herstellungsprozess ist energieintensiv: Für die Herstellung von Zement werden durchschnittlich etwa 100 Kilowattstunden Energie pro Tonne benötigt. Insgesamt schlägt der Stromverbrauch mit einem Anteil von durchschnittlich 10 % bis 15 % in der Gesamtkostenrechnung der Zementherstellung zu Buche.
Energieintensiver Produktionsprozess
Aus diesem Grund ist Lafarge Holcim ständig bestrebt, unter anderem in allen Mühlen des Konzerns den Energieverbrauch möglichst gering und gleichzeitig konstant zu halten. Trotz weitreichender Standardisierung in den verschiedenen Bereichen und Ebenen – angefangen bei den Trainings für die Betreiber vor Ort, über Handbücher und Betriebsabläufe bis hin zur technischen Ausstattung – variiert der Energieverbrauch zwischen den verschiedenen Mühlen beträchtlich: die Unterschiede liegen bei bis zu 10 %.
Um detailliert herauszufinden, wo, wann und warum wie viel Energie verbraucht wird, müssen die genauen physikalischen Vorgänge innerhalb der Zementkugelmühlen modelliert werden, um dann auf dieser Grundlage die richtigen Entscheidungen zur Optimierung des Energiebedarfs zu treffen. Dieses Zusammenspiel ist entscheidend, denn neben einer ganzen Reihe fest vorgegebener Größen, die nicht beeinflussbar sind, wie die chemische Zusammensetzung oder die Granularität des Ausgangsmaterials, kann der Operator an der Mühle über einige Variablen, zum Beispiel die Temperatur in der Mühle, selbst entscheiden und damit gleichzeitig Einfluss auf den Energieverbrauch nehmen (Bild 2).