Lösung 3 - Direkte Reduzierung ist das Optimierungsziel

Die DRI-Systeme ermöglichen die Reduktion mit Wasserstoff

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Die Stahlindustrie ist für 30 % der industriellen Emissionen in Deutschland verantwortlich und damit der größte Verursacher von industriellen Treibhausgasemissionen. Bundesweit sind dies 6 % der Gesamtemissionen!
 

Eine Chance: Die Stahlindustrie kann einen erheblichen Beitrag zur Klimaneutralität leisten. Wenn ausreichend Ökostrom zur Verfügung steht, könnte Stahl durch direkte Reduktion mit Wasserstoff CO2-neutral werden. In der Übergangszeit werden bereits erhebliche CO2-Einsparungen durch den Einsatz von Erdgas anstelle von Wasserstoff erzielt. Die beste Lösung ist daher derzeit die DRI-Route.

Nach der Beispielrechnung in ISO 14404.3 entstehen bei der Rohstahlproduktion 1.455 Tonnen CO2. Durch den Ersatz von Kohle und Gas durch grünen Wasserstoff können 90 % eingespart werden.

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Bei der neuen DRI-Route (direkt reduziertes Eisen) wird grüner Wasserstoff verwendet, um Eisenerzpellets im Reaktor zu reduzieren. Der gewonnene Eisenschwamm wird zusammen mit recyceltem Schrott im Elektrolichtbogenofen zu Rohstahl geschmolzen. Die gegossenen Brammen werden dann im Warmwalzwerk ausgewalzt und bei Bedarf weiter veredelt und die Oberflächen beschichtet. Bei diesem Prozess entstehen etwa 0,15 Tonnen CO2 pro Tonne Rohstahl. Das ist weniger als ein Zehntel der Emissionen des Hochofens.


Wie weit ist dieser neue Weg in Europa entwickelt?

Der Ersatz der Hochöfen und Sauerstoffblasöfen (BF-BOFs) eines traditionellen integrierten Stahlwerks durch eine Produktion auf der Grundlage von direkt reduziertem Eisen und Elektrolichtbogenöfen (DRI-EAFs) ist eine ausgereifte Technologieoption. Es gibt auch eine Variante, bei der das direkt reduzierte Eisen (Eisenschwamm) in einer Schmelze geschmolzen und in einem traditionellen Oxygenstahlwerk zu Rohstahl verarbeitet wird.

DRI-Produktionsanlagen verbrauchen hochwertige Eisenerzpellets und werden mit Erdgas (NG) befeuert. Mit der Zeit werden sie jedoch wahrscheinlich auch grünen Wasserstoff (H2) verwenden. Durch diese technologische Verbesserung könnten die Emissionen im Vergleich zur BF-BOF-Produktion um 33 % bis 55 % gesenkt werden, wobei Scope 1, Scope 2 und vorgelagerte Scope 3-Emissionen berücksichtigt werden. Weltweit sind bereits über 100 Millionen Tonnen erdgasbasierte DRI-EAF-Produktionskapazitäten in Betrieb. Dies gibt Anlass zu der Zuversicht, dass diese Technologie in der Zukunft einen erheblichen Einfluss haben wird.

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DRI wird normalerweise in speziellen Anlagen hergestellt, die als DRI-Anlagen oder HBI-Anlagen (Hot Briquetted Iron) bezeichnet werden. In diesen Anlagen wird Eisenerz, oft in Form von Pellets oder Pulver, erhitzt und in einem reduzierenden Gasstrom, der in der Regel aus Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO) besteht, chemisch reduziert. Dadurch wird das Eisen aus dem Erz extrahiert und in Form von DRI- oder HBI-Produkten gewonnen.

Die Verwendung von DRI als Rohstoff für die Stahlproduktion bietet große Vorteile:

  • Geringere CO2-Emissionen: Da für die DRI-Produktion keine Kokskohle benötigt wird, fallen weniger CO2-Emissionen an als bei der traditionellen Hochofenproduktion.
  • Flexibilität: DRI kann flexibel in der Stahlproduktion eingesetzt werden, sei es in Elektrolichtbogenöfen oder als Zusatzstoff in konventionellen Hochöfen, um den CO2-Fußabdruck zu reduzieren.
  • Hoher Reinheitsgrad: DRI hat einen hohen Reinheitsgrad und enthält nur wenige Verunreinigungen, was bei der Stahlproduktion von Vorteil ist.
  • Verbesserte Qualität: Die Verwendung von DRI kann die Qualität des Endprodukts in Bezug auf die Festigkeit und andere mechanische Eigenschaften verbessern.Reduzierung des
  • Ressourcenverbrauchs: Da DRI häufig aus Eisenerzpellets hergestellt wird, kann es dazu beitragen, den Bedarf an Eisenerz zu verringern und somit natürliche Ressourcen zu schonen.