Nachhaltige und umweltfreundliche Entwicklung der Magnesiumproduktionstechnologie: Eine Lebenszyklusperspektive

Magnesium, das leichteste metallische Strukturmaterial, gilt als das vielversprechendste Material für grüne Technik im 21. Jahrhundert. Derzeit findet Magnesium umfangreiche Anwendung in verschiedenen Sektoren, darunter in der Automobilherstellung, im Schienenverkehr, in der 3C-Unterhaltungselektronik, in der Luft- und Raumfahrtproduktion sowie in namhaften Unternehmen wie Tesla und Apple.

In China wird fast das gesamte Magnesium nach dem Pidgeon-Verfahren hergestellt. Dabei handelt es sich um die thermische Reduktion von kalziniertem Dolomit mit Ferrosilicium. Aufgrund seiner inhärenten Eigenschaften erzeugt diese Methode jedoch große Mengen an Treibhausgasen (THG) und verbraucht gleichzeitig viel fossile Brennstoffe.

Um dieser Einschränkung zu begegnen, führte ein Forscherteam in China eine Lebenszyklusanalyse (LCA) durch, um den Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen im Zusammenhang mit dem Pidgeon-Prozess und fünf weiteren alternativen Methoden zu untersuchen.

„Wir haben die Studie im Fugu County, Chinas größtem Magnesiumproduktionsstandort, durchgeführt. Wir haben ein Cradle-to-Gate-Lebenszyklusmodell für Fugu-Magnesium entwickelt und dabei lokale technische Prozesse und Produktionsdaten genutzt. Dieser Ansatz ermöglicht es uns, klare Einblicke in die Schlüsselfaktoren zu gewinnen.“ zur Energieeinsparung und Reduzierung der Kohlenstoffemissionen bei der Magnesiumproduktion“, sagte der Erstautor der Studie, Xiaorui Huang, ein Ph.D. Student an der Shenyang University of Chemical Technology.

Bemerkenswert ist, dass die Daten zum Energieverbrauch und den Treibhausgasemissionen für den aktuellen Pidgeon-Prozess in Fugu kürzlich aktualisiert wurden und Werte von 6,38 x 105 MJ bzw. 39,3 t CO2-Äquivalent aufweisen.

„Diese Zahlen stammen aus der chinesischen Datenbank und stellen den aktuellen Stand der inländischen Magnesiumproduktionstechnologie genau dar. Sie sind von erheblicher Bedeutung für die Festlegung der anfänglichen Kohlenstoffquote für die inländische Magnesiumindustrie“, erklärte Herr Huang.

Die Forscher stellten außerdem fest, dass eine neue Magnesiumproduktionstechnologie, die das stillgelegte Magnesit von Liaoning als Rohmaterial und das Koksofengas aus Stahlwerken als Brennstoff nutzt, hinsichtlich der Kosten für Treibhausgasemissionen die beste wirtschaftliche Leistung zeigte.

Ihre Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Umwandlung von Kohlenstoffressourcen.

„Wir hoffen, dass unsere Arbeit nützliche Erkenntnisse für die nachhaltige Entwicklung der Magnesiumindustrie und die richtige Routenwahl im Rahmen der CO2-Peak- und CO2-Neutralitätsziele Chinas liefern wird“, sagte Herr Huang.