Glas gehört zu den energieintensivsten Werkstoffen der Industrie. Damit aus Quarzsand, Soda, Kalk und Glasscherben eine homogene Schmelze entsteht, sind Temperaturen von bis zu 1650 °C nötig. Die dafür benötigte Wärme liefert bislang vor allem Erdgas.
In Torgau soll nun erprobt werden, wie sich dieser fossile Brennstoff ersetzen lässt. Der Landkreis Nordsachsen baut dort für rund 35 Mio. € ein neues Glaskompetenzzentrum. Herzstück soll ein Spezialschmelzofen werden, der mit Wasserstoff- und Plasmabrennern sowie elektrischer Beheizung betrieben werden kann.
Bis Ende 2027 entsteht neben dem Beruflichen Schulzentrum ein Hallenkomplex mit Werkstätten, Laboren sowie Lehr-, Versuchs- und Pilotanlagen. Forschende der TU Bergakademie Freiberg wollen dort untersuchen, welche Verfahren sich für eine CO₂-ärmere Glasschmelze eignen und wie sie sich in industrielle Prozesse übertragen lassen.
Inhaltsverzeichnis
- Spezialofen soll drei Beheizungsarten ermöglichen
- Glaswannen reagieren nur langsam auf Veränderungen
- Kameras und Abgasanalysen überwachen den Schmelzprozess
- Forschung und Berufsausbildung an einem Standort
- Werkstätten und Labore müssen als Gesamtsystem funktionieren
- 34 Mio. € stammen aus dem EU-Strukturfonds
Spezialofen soll drei Beheizungsarten ermöglichen
Die TU Bergakademie Freiberg erhält in dem Zentrum ein rund 330 m² großes Technikum. Dessen Herzstück soll ein Spezialschmelzofen werden. An ihm wollen Forschende drei Alternativen zum bisherigen Brennstoff Erdgas erproben:
- Wasserstoffbrenner,
- Plasmabrenner,
- elektrische Beheizung.
Der Ofen soll der Grundlagenforschung und der universitären Lehre dienen. Eine industrielle Massenproduktion ist nicht vorgesehen. Die Anlage entsteht vielmehr im Technikumsmaßstab und soll neue Schmelzverfahren unter praxisnahen Bedingungen untersuchbar machen.
Die drei Optionen stehen für unterschiedliche Wege der Wärmeerzeugung. Wasserstoff lässt sich ähnlich wie Erdgas verbrennen. Plasmabrenner erzeugen die erforderlichen hohen Temperaturen mithilfe elektrischer Energie. Bei einer elektrischen Glasschmelze kann Strom beispielsweise über Elektroden direkt in die Schmelze eingebracht werden.
Wie stark solche Verfahren die CO₂-Emissionen tatsächlich verringern, hängt jedoch von der Herkunft des Stroms und des Wasserstoffs ab. Zudem muss sich zeigen, wie stabil sich die unterschiedlichen Beheizungsarten betreiben lassen und welche Glasqualitäten damit erreicht werden können.
Glaswannen reagieren nur langsam auf Veränderungen
Der Wechsel des Energieträgers ist bei Glasschmelzen schwieriger als bei vielen anderen Industrieprozessen. Schmelzwannen werden kontinuierlich betrieben, damit das thermische Gleichgewicht und eine gleichbleibende Produktqualität erhalten bleiben.
Veränderungen der Heizleistung oder anderer Betriebsparameter wirken sich wegen der thermischen Trägheit der Anlage häufig erst nach mehreren Tagen aus. Nach Angaben einer Studie der Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft kann es Tage bis Wochen dauern, bis sich ein neuer stabiler Betriebspunkt eingestellt hat. Prozessänderungen können in dieser Zeit Ausschuss verursachen, die Energieeffizienz verringern und die Lebensdauer der Anlage beeinträchtigen.
Für die Glasindustrie insgesamt gelten deshalb vor allem vollelektrische und hybride Schmelzwannen als wichtige Transformationspfade. Hybride Anlagen kombinieren Strom mit einem gasförmigen Brennstoff. Plasmabrenner sind dagegen bislang eher eine Forschungsoption als ein etablierter Standard für große industrielle Glaswannen. Große Behälter- und Flachglaswannen lassen sich nach heutigem Stand noch nicht ohne Weiteres vollständig elektrifizieren. Vollelektrische Wannen kommen bislang vor allem bei kleineren Produktionsmengen und Spezialgläsern zum Einsatz. In größeren Anlagen wird Strom häufig ergänzend über Elektroden in die Schmelze eingebracht.
Kameras und Abgasanalysen überwachen den Schmelzprozess
Der Versuchsofen in Torgau soll mit moderner Mess- und Analysetechnik ausgestattet werden. Geplant sind ein Hochtemperatur-Kamerasystem, Abgasmesstechnik und Systeme zur Untersuchung der erzeugten Gläser.
An den Forschungsarbeiten sollen mehrere Bereiche der TU Bergakademie Freiberg beteiligt werden. Dazu gehören das Institut für Glas und Glastechnologie, das Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik sowie das Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen.
Vorarbeiten für den geplanten Ofen leistete das Forschungsprojekt „GlasLAB – ad vitam“. Das von Juni 2024 bis Juni 2026 angesetzte Vorhaben war ausdrücklich auf den späteren Forschungsofen in Torgau ausgerichtet.
Untersucht wurden flexible Beheizungssysteme für erneuerbare Energieträger, Rechenmodelle für den Glasschmelzprozess und ein Forschungsdatensystem. Mess- und Analysedaten sollen damit zusammengeführt und für eine intelligente Prozesssteuerung genutzt werden können.
Forschung und Berufsausbildung an einem Standort
Das Glaskompetenzzentrum soll nicht nur der Universität zur Verfügung stehen. Geplant sind auch Werkstätten für die berufliche Aus- und Weiterbildung. Dort sollen unter anderem Verfahren der Glasproduktion und der Herstellung von Fenstern aus Holz, Aluminium und Kunststoff vermittelt werden.
Damit verbindet das Zentrum berufliche Ausbildung, Meisterqualifikation, Weiterbildung und universitäre Forschung. Studierende der TU Bergakademie Freiberg sollen in Torgau künftig Versuche durchführen sowie Projekt- und Abschlussarbeiten anfertigen können. Ein Modul zur Glasproduktion ist für verschiedene Studiengänge vorgesehen.
Die Zusammenarbeit baut auf dem GlasCampus Torgau auf. In dem Netzwerk arbeiten seit 2019 die TU Bergakademie Freiberg, das Berufliche Schulzentrum Nordsachsen, die Glaserinnung und Unternehmen der regionalen Glasindustrie zusammen. Bislang konzentriert sich der GlasCampus vor allem auf Schulungs- und Weiterbildungsangebote.
Werkstätten und Labore müssen als Gesamtsystem funktionieren
Drees & Sommer übernimmt nach Angaben des GlasCampus die Industrieplanung und Baubegleitung der Werkstätten. Das Unternehmen plant unter anderem die Anordnung der Maschinen, Arbeitsabläufe sowie Material- und Personenwege.
Die Werkstätten, Versuchsanlagen und Forschungsbereiche müssen später technisch und organisatorisch zusammenpassen. Dabei sind sowohl die Anforderungen der handwerklichen Ausbildung als auch die Bedingungen für Messungen und wissenschaftliche Versuche zu berücksichtigen.
Als Generalunternehmer für den Hallenkomplex wurde Züblin bestätigt. Der symbolische Spatenstich fand am 16. April 2026 statt.
34 Mio. € stammen aus dem EU-Strukturfonds
Für das Gesamtprojekt sind rund 35 Mio. € veranschlagt. Die Summe umfasst nicht nur das Forschungs- und Ausbildungszentrum. In einem zweiten Bauabschnitt soll ab 2027 das ehemalige Gebäude der Torgauer Volkshochschule zu einem Internat mit 42 Plätzen umgebaut werden.
Von den Gesamtkosten stammen 34 Mio. € aus dem Just Transition Fund der Europäischen Union. Der Fonds unterstützt Regionen, die besonders vom Übergang zu einer klimaneutralen Wirtschaft und vom Ausstieg aus fossilen Energieträgern betroffen sind.
Quellen
- Landkreis Nordsachsen: Offizieller Baustart für das Glaskompetenzzentrum Torgau
- TU Bergakademie Freiberg: Spezialschmelzofen, Messtechnik und Forschungsbereiche
- TU Bergakademie Freiberg: Forschungsprojekt GlasLAB – ad vitam
- GlasCampus Torgau: Projektumfang, Baufortschritt und beteiligte Unternehmen
- Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft/BV Glas: Energieflexibilität in der Glasindustrie
