Neuer Weg - Grüner Stahl

Die Stahlindustrie steht für  30 % der Industrieemissionen allein in Deutschland. Aktuell werden drei Möglichkeiten der Dekarbonisierung von Stahl verfolgt:


1.  Carbon Direct Avoidance (CDA): 
   Vermeidung von CO2 u.a. durch die Erzeugung von direktreduzierten Eisen aus Eisenerz und da vor allem mit dem Reduktionsgas Wasserstoff
    
2. Carbon Capture and Utilization (CCU):
   Verwertung des CO2 durch eine Umwandlung in Kraftstoffe und Ausgangsstoffe für chemische Produkte
    
3. Carbon Capture and Storage (CCS):
   Abscheidung und Speicherung der CO2 Emissionen

Chance: Die Stahlindustrie kann einen bedeutenden Beitrag zur Klimaneutralität leisten. Wenn ausreichend grüner Strom zur Verfügung steht, ließe sich Stahl durch eine Direktreduktion mit Wasserstoff CO2 neutral realisieren. In der Übergangszeit wird bereits durch Erdgas an Stelle von Wasserstoff eine bedeutende CO2-Einsparung erzielt. Die aktuelle Top-Lösung ist also die DRI-Route.

Gemäß Beispielrechnung der ISO 14404.3 entstehen 1,455 Tonnen CO2 bei der Rohstahlherstellung. Durch den Ersatz von Kohle und Gas durch grünen Wasserstoff können 90% eingespart werden.

Die neue DRI Route (direkt reduziertes Eisen) setzt grünen Wasserstoff zum Reduzieren von Eisenerzpellets im Reaktor ein. Der gewonnene Eisenschwamm wird zusammen mit Recyclingschrott im Elektrolichtbogenofen zu Rohstahl erschmolzen. Anschließend werden die vergossenen Brammen im Warmwalzwerk ausgewalzt und gegebenenfalls weiter veredelt und die Oberflächen beschichtet. Bei dieser Route entsteht etwa 0,15 to CO2 pro Tonne Rohstahl. Dies ist weniger als ein Zehntel der Emissionen im Hochofen.

Wie weit ist diese neue Route entwickelt?

Der Ersatz der Hochöfen und Sauerstoffblasöfen (BF-BOFs) eines traditionellen integrierten Stahlherstellers durch eine Produktion auf der Grundlage von direktreduziertem Eisen und Elektrolichtbogenöfen (DRI-EAFs) ist eine ausgereifte Technologieoption. DRI-Produktionsanlagen verbrauchen hochwertige Eisenerzpellets und werden mit Erdgas (NG) betrieben. Mit der Zeit werden sie jedoch wahrscheinlich auch grünen Wasserstoff (H2) verwenden. Diese technologische Verbesserung könnte die Emissionen im Vergleich zur BF-BOF-Produktion erheblich senken, wenn Scope-1-, Scope-2- und vorgelagerte Scope-3-Emissionen berücksichtigt werden, um 33 % - 55 %. Weltweit sind bereits über 100 Millionen Tonnen DRI-EAF-Produktionskapazitäten auf Erdgasbasis in Betrieb. Daraus lässt sich die Zuversicht ableiten, dass diese Technologie-Route im Wesentlichen die Zukunft prägen wird.