Die Kunst der Zusammenarbeit: Wie eine Weltpremiere im Industriemaßstab entsteht 

Einen chemischen Prozess in eine großtechnische Anlage zu überführen, ist nie einfach. Besonders anspruchsvoll ist es jedoch, neue Technologie erstmals für eine industrielle Anlage hochzuskalieren. 

Wenn die Ash2Phos-Anlage von EasyMining in Schkopau 2027 den Betrieb aufnimmt, wird sie die weltweit erste Anlage ihrer Art sein. Die Anlage, ein Joint Venture mit dem deutschen Versorgungs- und Abwasserunternehmen Gelsenwasser, wird aus 30.000 Tonnen Klärschlammasche pro Jahr Phosphor (einen wichtigen Nährstoff in Düngemitteln und Tierfutter) und weitere Ressourcen zurückgewinnen. 

Dass die Anlage in Schkopau Wirklichkeit wird, liegt auch an der engen Zusammenarbeit zweier Teams bei EasyMining: Die Forschung und Entwicklung (F&E) entdeckt und verfeinert chemische Verfahren zur Rückgewinnung von Ressourcen, das Engineering überführt sie in den Anlagenbetrieb im industriellen Maßstab. 

Diese technische Partnerschaft wird in der Schlussphase des Projekts bald ihren intensiven Höhepunkt erreichen, doch ihre Wirkung reicht weit über die Anlage hinaus. 

Michael Meyer, Senior R&D Engineer bei EasyMining und F&E-Leiter für Ash2Phos.

„Wir stoßen auf Dinge, die wir vielleicht nicht vorhergesehen hatten, oder auf Fragen, an die wir nicht gedacht hatten“ 

Laut Michael Meyer, Senior R&D Engineer bei EasyMining und F&E-Leiter für Ash2Phos, erfordert das Upscaling eines chemischen Prozesses zu einer funktionierenden Anlage immer ein gewisses Maß an Zusammenarbeit. 

„Es ist ja nicht so, dass die F&E einfach ein paar Parameter übergibt und das Engineering den Rest erledigt. Erst recht nicht bei einer Anlage, die es noch nie gab, und nicht bei einer, die weltweit schon dutzendfach gebaut wurde“, sagt er. 

Die unterschiedlichen Rollen der Teams gehen oft mit gegensätzlichen Perspektiven einher. 

„Ich glaube, F&E ist sehr aufgeschlossen und gut darin, alle Möglichkeiten zu betrachten, während wir im Engineering eher die Schwierigkeiten sehen“, sagt Hanna Landbring, Engineering Manager und Lead Process Engineer für das Ash2Phos-Projekt bei EasyMining. 

Doch für die Entwicklung und den Bau der Anlage in Schkopau waren beide Denkweisen nötig. 

„Wir machen das zum ersten Mal und stoßen auf Dinge, die wir vielleicht nicht vorhergesehen hatten, oder auf Fragen, die wir uns zuvor nicht gestellt hatten. Die müssen wir gemeinsam lösen“, sagt Landbring. 

Hanna Landbring, Engineering Manager und Lead Process Engineer für das Ash2Phos-Projekt bei EasyMining. 

Etablierung eines iterativen Prozesses 

Die Zusammenarbeit in unseren Teams geht auf mehrere gemeinsame Pilotprojekte zu Ash2Phos Ende der 2010er- und Anfang der 2020er-Jahre zurück. Diese bestätigten, dass sich die Technologie im größeren Maßstab umsetzen lässt und dass die dafür vorgesehene Ausrüstung geeignet ist. 

Durch diese ersten Bemühungen fanden die Teams Wege, trotz ihrer gegensätzlichen Herangehensweisen und auch über die räumliche Distanz hinweg zusammenzuarbeiten: Seit den Anfängen von EasyMining sitzt das F&E-Team in Uppsala, etwa eine Autostunde nördlich von Stockholm, während das Engineering-Team in Göteborg an der Westküste Schwedens sitzt, rund 500 Kilometer quer durchs Land entfernt. 

Neben den digitalen Lösungen, um die Distanz zu überbrücken und die die meisten Organisationen heute nutzen, etablierten die Teams eine regelmäßige, strukturierte Kommunikation. So gibt es etwa ein wöchentliches virtuelles Meeting, in dem F&E Laborergebnisse präsentiert und das Engineering über den Projektstand berichtet. 

Zugleich wird aber auch großer Wert auf persönliche Treffen gelegt. 

„Wir hatten immer jährliche Kickoffs, bei denen wir uns alle persönlich getroffen haben, und wenn ein neuer Verfahrensingenieur dazukommt, schicken wir ihn für ein paar Tage nach Uppsala, damit er das dortige Team kennenlernt“, sagt Landbring. 

Dieses Modell der Zusammenarbeit war unverzichtbar, als Ash2Phos im großen Maßstab pilotiert wurde. In dieser intensiven Phase wurden die wichtigsten Parameter und Bedingungen für das spätere Scale-up ermittelt. 

Kurz danach lief die Planung der Ash2Phos-Anlage in Schkopau auf Hochtouren. F&E und Engineering mussten dann über sich überlappende Phasen hinweg zusammenarbeiten – von Geräte-Testschritten und Prozessdiagrammen bis hin zu 3D-Modellierung und Anlagenplanung – bis zum Baubeginn im Mai 2025. 

Dabei haben die Teams einen iterativen Prozess für die Zusammenarbeit bei konkreten Upscaling-Fragen entwickelt. 

„Wir gehen ins Labor, untersuchen etwas und kommen dann zum Engineering und sagen: ‚Okay, wir denken, ihr könntet es so anpassen.‘ Das Engineering nimmt das auf, führt Berechnungen und Tests durch, und so geht es hin und her, manchmal über mehrere Runden“, sagt Meyer. 

Und es geht noch weiter: Sobald der Bau abgeschlossen ist, tritt die Anlage in Schkopau in die Inbetriebnahmephase ein. Die Teams werden vor Ort sein, um alles zu überprüfen und fein abzustimmen, wenn der Ash2Phos-Prozess erstmals in der Anlage läuft. 

Michael Meyer und sein Team testen und optimieren Verfahrenslösungen im EasyMining-Labor in Uppsala.

Wertvolle Erkenntnisse auf dem Weg 

Beim Scale-up zeigen sich oft Probleme, die im Labor und in der Pilotphase unsichtbar bleiben. Deshalb haben die F&E- und Engineering-Teams von EasyMining den Ash2Phos-Prozess bei der Entwicklung der ersten großtechnischen Anlage an mehreren Stellen verbessert. 

So wurde zum Beispiel ein bestimmtes Reagenz verwendet, um Schwermetalle abzutrennen und zu entfernen. Das war in kleineren Maßstäben unproblematisch, erwies sich für eine großtechnische Anlage jedoch als potenzielle Gefahr. 

„Während der Upscaling-Phase haben wir festgestellt, dass das gewählte Reagenz ein Sicherheitsrisiko für das Betriebspersonal vor Ort darstellen könnte. Gemeinsam mit dem Engineering-Team haben wir alternative Lösungen bewertet, im Labor getestet und uns schließlich für ein sichereres Fällungsmittel entschieden“, sagt Meyer. 

Des Weiteren müssen industrielle Prozesse oft angepasst werden, um die Produkte für den Markt zu optimieren. Eisenchlorid zum Beispiel ist nicht das Hauptprodukt von Ash2Phos, findet aber wertvolle Verwendung in der Abwasserbehandlung, sofern es bestimmte Standards erfüllt. 

„Wir hatten bereits eine Lösung entwickelt, die wir verwenden wollten, aber dann haben wir festgestellt: ‚Okay, dieses Produkt ist eigentlich nicht stabil.‘ Also haben wir einen Reinigungsschritt hinzugefügt, der im ursprünglichen Design nicht vorgesehen war“, sagt Landbring. 

Die Zusammenarbeit bei Ash2Phos hat aber auch Erkenntnisse für chemische Prozesse geliefert, die noch entwickelt werden müssen: „All diese Überlegungen zum Upscaling standen bisher nie wirklich im Mittelpunkt für uns. Und das wird uns bei unserer zukünftigen Arbeit sicherlich helfen“, sagt Meyer. 

Sie hat sogar ein Verständnis dafür geschaffen, wie sich die Realitäten beim Bau künftiger Anlagen schneller und effektiver meistern lassen. 

„Wir haben viel darüber gelernt, wie wir besser zusammenarbeiten können, und darauf werden wir auf jeden Fall aufbauen“, sagt Landbring.