„Die Kunst ist, die Wärme zur rechten Zeit am richtigen Ort zu haben“

Die Transformation der Thermoprozesstechnik kommt langsamer voran als erhofft – dessen ungeachtet steht die Forschung nicht still. Joachim Kahn, Referent Technik und Normung beim VDMA Metallurgy & Thermoprocessing und Geschäftsführer der Forschungsvereinigung Industrieofenbau e. V. (FOGI), zieht im Gespräch mit PROZESSWÄRME eine ehrliche Bilanz: Wo stockt der Fortschritt, wo entstehen Durchbrüche – und warum wäre gerade jetzt der falsche Zeitpunkt, den Fuß vom Innovations-Gaspedal zu nehmen?

PW: Herr Kahn, vor einem Jahr haben Sie die industrielle Transformation als „Stunde der Wahrheit“ bezeichnet. Hat die Wahrheit gehalten, was Sie sich von ihr versprochen haben?

Joachim Kahn: Leider nicht in dem Maße, wie wir es uns erhofft hatten. Der erwartete Durchbruch in der Thermo­prozesstechnik ist ausgeblieben. Die angespannte Welt­wirtschaftslage hat den Aufholprozess eher gebremst als beschleunigt, und die Rahmenbedingungen zur Auflösung des Investitionsstaus haben sich nicht grundlegend verbessert.

PW: Wo genau hakt es?

Kahn: An mehreren Stellen gleichzeitig. Die weltweiten Handelskonflikte und Krisen drängen das Thema Klima­schutz in den Hintergrund. Was wir klar erkennen: Die Zei­ten günstiger Energie, stabiler Lieferketten und verlässli­cher globaler Preise sind endgültig vorbei. Für viele Indus-trieunternehmen wird die konsequente Nutzung erneuerbarer Energien deshalb zunehmend zur Frage der wirtschaftlichen Existenz. Wer jetzt investieren kann, hat deutliche Vorteile.

PW: Das erhöht aber auch den Innovationsdruck massiv.

Kahn: Auf jeden Fall. Es reicht nicht mehr, Standardtech­nik zu liefern. Die Anlagen müssen digital sein, vernetzt, im Idealfall fossilfrei oder zumindest für Wasserstoff vorberei­tet. Wer heute investiert, muss in Zeiträumen von 20 Jahren denken. Das ist zugleich Chance und Herausforderung: Der Innovationsdruck zwingt dazu, jetzt die richtigen Weichen zu stellen. Aber genau das ist es, was deutsche und europäische Anlagenbauer traditionell gut können.

PW: Setzt die neue Bundesregierung die richtigen Signale, um diesen Innovationsdruck fördertechnisch in Fortschritt zu verwandeln?

Kahn: Einen grundsätzlichen Wandel bei den Forschungsthe­men und in der Förderung sehe ich derzeit nicht. Durch die Haushaltslage gab es gewisse Verzögerungen und Umplanun­gen, aber das hat sich mittlerweile stabilisiert. Im Bundes­haushalt 2026 sind 178,5 Millionen Euro für die Industrielle Gemeinschaftsforschung vorgesehen. In politisch unruhigen Zeiten ist das eine erfreuliche Kontinuität – es hätte schlim­mer kommen können. Allerdings ist spürbar, dass gerade der Mittelstand höhere Erwartungen an die neue Regierung geknüpft hatte, weil der Blick immer noch sehr stark auf die Großindustrie gerichtet ist. Die etwas kleinere Thermopro­zessbranche steht da nicht immer im Mittelpunkt. Entschei­dend wird sein, ob es gelingt, die geplanten Infrastrukturmaß­nahmen tatsächlich voranzubringen – den Ausbau moderner Transportsysteme, die Stärkung des grünen Stromnetzes und den zügigen Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur. Dann bestünde berechtigte Hoffnung, dass viele der heute noch im Forschungsstadium befindlichen Innovationen zeitnah industriell umgesetzt werden.

PW: Wie hat sich die FOGI selbst in diesem Umfeld positioniert?

Kahn: Die FOGI hat 2025 ihr Profil als eigenständige For­schungsvereinigung in der Industriellen Gemeinschaftsfor­schung weiter geschärft. Die organisatorische Verantwortung liegt weiterhin bewährt beim VDMA Metallurgy & Thermopro­cessing und beim Forschungskuratorium Maschinenbau. Seit 2021 bewegt sich unser Fördervolumen im Bereich von rund 1,8 Millionen Euro, und nach dem aktuellen Budget steigt es nunmehr auf über 2,2 Millionen Euro. Das zeigt, dass die Bedeutung unserer Forschung wächst. Seit 2022 haben wir vierzehn Projekte erfolgreich abgeschlossen, derzeit laufen siebzehn weitere Vorhaben. Die Schwerpunkte reichen von neuen Wärmequellen über numerische Modelle bis hin zu innovativen Hochtemperaturwerkstoffen. Darüber hinaus finanzieren wir aus eigenen Mitteln Metastudien – etwa zum Carbon Footprint von thermischen Anlagen und zum Potenzi­al von Carbon-Capture-Technologien in der Thermoprozess­technik. Letztere ist gerade fertiggestellt worden und wird demnächst veröffentlicht.

PW: Beim Thema Carbon Capture hat die Bundesregierung mit dem Kohlenstoffspeichergesetz den Weg frei gemacht. Kommt dadurch jetzt mehr Bewegung in die Forschung?

Kahn: Ja, eindeutig. Die Studie „TPT 4 CCUS“ analysiert detail­liert das Potenzial von CCU- und CCS-Technologien für unsere Branche. Besonders spannend: In den betrachteten Szenarien setzen wir regenerative Kohlenstoffträger ein und kommen so zu einer deutlichen Reduzierung der CO₂-Emissionen. Politisch wurde das Thema lange nicht positiv unterstützt, aber da tut sich im Moment wieder einiges. Mit solchen Studien versuchen wir auch, weitere Firmen zu motivieren, bei der FOGI mitzumachen.

PW: Im letzten Jahr haben Sie Ammoniak als einen großen Forschungsschwerpunkt genannt. Wie weit ist die Forschung dort fortgeschritten?

Kahn: Wir sind beim Ammoniak sehr tief reingegangen, mit einer großen Anzahl an Projekten und auch Leittechnologie­projekten. Ein besonderes Highlight ist das Projekt „Ther­Monia“, das untersucht, wie sich Ammoniak als alternativer Brennstoff auf Flammenbildung, Prozessstabilität und Mate­rialverhalten auswirkt. Die größten technischen Herausfor­derungen liegen im Zündverhalten und in der Minimierung von Stickoxiden. Daneben diskutieren wir Hybridlösungen – Mischungen mit Wasserstoff und Erdgas – sowie Öfen, die mit Gas und Strom betrieben werden können. Ammoniak ist aller­dings ein anspruchsvoller Stoff: toxisch, stark ätzend, korrosiv. Deshalb finanzieren wir aus eigenen Mitteln eine Metastudie zum sicheren Umgang mit Ammoniak in der Thermoprozess­industrie, die bis Herbst 2026 abgeschlossen sein soll.

PW: Stichwort Strom – da war in den letzten Jahren viel Euphorie. Ist da zwischenzeitlich nicht auch vielerorts Ernüchterung eingetreten?

Kahn: Nicht Ernüchterung, aber Differenzierung. Im Leicht­metallbereich ist Elektrifizierung sinnvoll und machbar – da gab es in den 70er und 80er Jahren bereits große elektri­sche Anlagen, die dann wieder auf Gas umgestellt wurden. Das ist primär eine Frage der Wirtschaftlichkeit. Beim Eisen und Stahl sieht es bei hohen Temperaturen anders aus: Da gibt es Prozesse, wo Elektrifizierung technisch und prozes-sual schlicht nicht sinnvoll ist. Die Glasindustrie geht stark in Richtung Elektrifizierung mit kapazitiven Verfahren. Aber so einfach, wie es auf den ersten Blick klingt, ist es nicht. Die Energiedichte von Wasserstoff oder Erdgas elektrisch abzubilden, ist eine enorme Herausforderung. Die Anlagen werden groß, wartungsintensiv, ich brauche viele Sensoren und aufwendige Regelungstechnik.

PW: Eine weitere Option ist Plasma als Wärmequelle. Wie weit ist der Weg noch bis zur industriellen Umsetzung?

Kahn: Wir haben in der FOGI gerade ein weiteres Projekt dazu genehmigt bekommen. Die Frage ist: In welche Anwendung will ich rein? Will ich einen Brenner ersetzen oder hunderte? Wie viel Energie brauche ich? Es ist ähnlich wie beim Wasser­stoff: Technisch sind wir recht sicher, dass es umsetzbar ist. Aber wir brauchen den Mutigen, der es einbaut. Da ist irgend­wo auch das Ende der Forschung erreicht – jetzt geht es um unternehmerischen Erfindergeist. Was kann ich damit anstellen, wie nutze ich es für meine Prozesse? Solange Gas als Alterna­tive der einfachere Weg bleibt, ist der Druck zur Umstellung begrenzt. Auf der anderen Seite brauche ich innovative elek­trische Lösungen, um die Energiewende überhaupt ins Ziel zu bringen.

PW: Wo sehen Sie dann die vielversprechendsten Innovationspfade?

Kahn: Für mich liegt ein enormes Potenzial in der Betrach­tung ganzer Prozessketten. Es bringt wenig, einen einzelnen Prozessschritt zu optimieren, wenn ich das Bauteil zwischen­durch immer wieder abkühlen lasse und dann erneut aufheize. Wir haben ein Projekt zur Modellierung durchgeführt, das für ganz unterschiedliche Anwendungen – Kupferbandpro­duktion und Aluminiumdosenherstellung – gute Ergebnisse gebracht hat. Wenn man das, was die Simulation als Ideal vorgibt, in der Fabrik auch so umsetzen kann, lässt sich noch einiges einsparen. Prozesszeiten sind zum Teil noch zu lang, Temperaturen zu hoch und Puffer zu groß. Wärmerückgewin­nung, bessere Isolationsmaterialien, intelligente Energienut­zung am Standort – da ist noch eine ganze Menge zu holen. Und wenn man das Ganze dann noch mit KI koppelt und sich selbst optimieren lässt, potenziert sich der Effekt.

PW: Die Forschungsdevise heißt somit also: Weg vom einzelnen Ofen – hin zur Gesamtsicht auf die ganze Fabrik

Kahn: Genau. Die Wärmeverluste entstehen an allen mögli­chen Stellen: offene Türen und Tore, schlechte Belüftungssys­teme, thermische Nachverbrennung in der Abgasreinigung. Dann die Nebenprozesse – Trocknen von Schrott vor dem Ofen, Trocknen gewaschener Bauteile danach. Die Kunst ist, die Wärme zur rechten Zeit am richtigen Ort zu haben. Meistens habe ich sie vorne in der Schmelzerei, und hinten fehlt sie mir. Auch die innerbetriebliche Logistik spielt eine Rolle: Wie oft stehen Teile viel zu lange herum, kühlen ab und könnten eigentlich schon weiterverarbeitet werden? Und dann die Frage, wie ich die Energieversorgung am Standort intelligent manage – in der Mittagszeit, wenn Strom teuer ist, vielleicht mit Gas arbeiten, und zum Warmhalten in der Nachtschicht den billigeren Strom nutzen.

PW: Das Projekt „Flexible Ofenbetriebsweisen“ hat Werkstoff-forschung und Ofenbau zusammen-gebracht. Was kam dabei heraus?

Kahn: Das war ein Paradebeispiel für branchenübergrei­fende Zusammenarbeit. Darmstädter Materialforscher und Aachener Ofenbauer haben gemeinsam das Verhalten von Strahlheizrohren untersucht. Durch die Kombination von Simulationsrechnungen und messtechnisch ermittelten Daten zur Temperatur- und Zeitbeanspruchung konnten wir qualitative Aussagen über die Kriechverformung treffen und Betriebsweisen identifizieren, die die Lebensdauer der Kom­ponenten schonen. Man macht vieles aus Erfahrung, und ich bin froh, wenn Projekte diese langjährigen Erfahrungen mit Zahlen, Daten und Fakten belegen. Das ist der Weg, um Über­dimensionierung zu vermeiden und nachhaltiger zu werden.

PW: Additive Fertigung ist ein weiteres Zukunftsthema. Wo sehen Sie dort Potenzial für die Thermoprozesstechnik?

Kahn: Es gibt sicherlich ein erweitertes Anwendungsspek-trum für metallischen 3D-Druck – bionische Strukturen für die Automatisierungstechnik, Robotersysteme, Greifer. Was ich persönlich sehr favorisieren würde, ist die Kombination von additiver Fertigung und Gießen: Ich fertige die Form additiv und gieße dann klassisch das Metall hinein. So habe ich die Gestaltungsfreiheit der additiven Fertigung, brauche aber nicht das teure Pulver für jedes einzelne Teil. Das Metalldru­cken selbst ist energieintensiv und erfordert teure Laseranla­gen. Für Prototypen und Kleinserien ist das fantastisch, aber Richtung Großserie rechnet sich eher der Guss.

PW: Stichwort Flexibilisierung – die Zeiten der Großserienfertigung scheinen vorbei.

Kahn: Genau. Früher hat ein Automobilhersteller von einem bestimmten Motor mehrere Millionen pro Jahr produziert. Das ist allein schon durch den Wettbewerb und neue Techno­logien nicht mehr der Fall. Gießereien und Wärmebehandler müssen sich darauf einstellen, auch bei kleineren Losgrößen noch wirtschaftlich zu arbeiten. Da ist Modularität wichtig, Erweiterbarkeit. Am Anfang eine kleinere Stückzahl, dann zwei, drei weitere Anlagen dazu, um den Peak abzufangen, und wenn der nächste Auftrag kommt, nehme ich eine wieder raus. Das sind die Themen, die in Deutschland jetzt wichtig sind, weil wir uns die Nischen suchen müssen, wo wir führend sind. Das Feld-Wald-und-Wiesen-Geschäft wandert zuneh­mend nach Osteuropa oder Asien ab.

PW: Letztes Jahr haben Sie beklagt, dass überbordende Compliance Innovationen erstickt. Hat sich daran etwas bewegt?

Kahn: Innerhalb der FOGI und in der Zusammenarbeit mit dem neuen Projektträger hat sich einiges positiv entwickelt. Wir haben ein hohes Maß an Transparenz geschaffen, machen gemeinsame Workshops, und durch die Einführung der THEMIS-Datenbank kann jede Firma selbst recherchieren und sich alle Präsentationen und Abschlussberichte anschauen. Durch die langjährige Zusammenarbeit in den Leittechnolo­gieprojekten ist ein ausgesprochen vertrauensvolles Verhält­nis zwischen den Forschungseinrichtungen entstanden – ein gesunder Wettbewerb um Projekte, aber auch ein Nutzen der jeweiligen Stärken.

PW: Wenn Sie heute eine ehrliche Bilanz ziehen: Wo steht die Branche auf dem Weg zur klimaneutralen Produktion?

Kahn: Die klimaneutrale Produktion muss global passieren. Es bringt nichts, wenn wir hier die Industrie runterfahren und anderswo mit alter Technologie produziert wird. Die Wissenschaft in Deutschland und die europäischen Anla­genbauer haben frühzeitig die Herausforderungen ange­nommen und Lösungen entwickelt, die heute industriell einsetzbar sind. Die Marktreife kommt in der Anwendung, und wenn dann noch Kinderkrankheiten auszumerzen sind – das ist für deutsche Ingenieure tägliches Brot. Auch wenn der Weg zur Klimaneutralität länger erscheint als erwar­tet, bin ich zuversichtlich, dass Deutschland weiterhin die führende Rolle in der Thermoprozesstechnik einnehmen wird. Aber es muss jetzt in den nächsten zwei bis drei Jahren wirklich etwas kommen: Stromnetze für Erneuerbare, Was­serstoff- und Ammoniakinfrastruktur, und dann auch der Schritt in die Anwendung. Wer in Krisenzeiten seine Haus­aufgaben macht und seine Innovationen vorantreibt, der ist dann vorne dabei, wenn die Konjunktur wieder anzieht.

PW: Vielen Dank, Herr Kahn.