In einem brandneuen Gebäude in der schwedischen Stadt Luleå verwendet der Stahlhersteller SSAB eine neue Produktionsmethode, die die stark umweltverschmutzende Stahlindustrie revolutionieren könnte, indem fast alle CO2-Emissionen vermieden werden.
Seien Sie jedoch gewarnt: Die Methode im großen Stil zum Einsatz zu bringen, stellt große Herausforderungen dar, und diese Technik ist möglicherweise nicht so entscheidend, wie alle hoffen. Kritiker argumentieren, dass die Emissionen einfach an andere Orte verlagert werden könnten. Große Probleme, oder? Wege zur Dekarbonisierung von Stahl, einem unverzichtbaren Bestandteil der modernen Industrie, zu finden, ist einer der Schlüssel zur drastischen Reduzierung der Emissionen und zur Erreichung der Klimaziele.
Stahl, ein Elefant in einem Kristallladen
Unter den Schwerindustrien ist die Stahlerzeugung die Nummer eins bei den CO2-Emissionen gemäß der IEA.
La Weltstahlverband schätzt, dass die Industrie weltweit für etwa 7 bis 9 % der vom Menschen verursachten Emissionen verantwortlich ist, wobei allein im Jahr 2,6 schätzungsweise 2 Milliarden Tonnen CO2020 ausgestoßen werden.
Unten mit dem "grünen" Stahl. Aber wie grün ist es?
In Luleå steht das karge Aussehen des Neubaus in starkem Kontrast zu dem nahegelegenen rußbedeckten Hochofen, den er ersetzen soll. Mit seinem unverwechselbaren orangefarbenen Glühen von geschmolzenem Metall ist der Hochofen heute das wichtigste Verfahren zur Stahlherstellung.
Wenn wir die Technologie von einem normalen Hochofen ändern, bei dem wir Kohle verwenden und CO2 emittieren, erhalten wir stattdessen normales Wasser. Wir können die Emissionen aus der Stahlproduktion um 90 % reduzieren.
Monika Quinteiro, Leiter des SSAB-Werks
Kein Sauerstoff, kein Problem?
Das Eisenerz, das aus einer Mine kommt, ist normalerweise reich an Oxiden, chemischen Verbindungen aus Eisen und Sauerstoff, von denen die bekannteste Form Rost ist. Um Stahl herzustellen, muss der gesamte Sauerstoff entfernt werden, und in Luleå machen sie das ein bisschen anders. „Anstatt erhitzte Luft zu verwenden, zirkulieren wir heißes Wasserstoffgas“, erklärt Quintero. Wasserstoff verbindet sich wie der Kohlenstoff im Koks mit dem Sauerstoff im Eisenerz und erzeugt stattdessen Wasser.
Obwohl die sogenannte direkte Eisenreduktion nicht ganz neu ist, ist die neue Anlage (die Teil eines Projekts namens HYBRIT) zeichnet sich durch die Verwendung von Wasserstoff aus, der durch Elektrolyse erzeugt wird, und dadurch, dass der Strom im Produktionsprozess ausschließlich aus erneuerbaren Quellen stammt.
Wenn das Pilotprojekt funktioniert und ausgebaut wird, sagt Quintero, "können wir im Prinzip die Ursache des CO2-Ausstoßes lösen."
Dennoch bleiben die Herausforderungen für grünen Stahl bestehen
Im August lieferte SSAB die erste Charge Stahlbleche, 25 Tonnen, hergestellt mit dem neuen Verfahren, gekennzeichnet als „fossilfrei“ an den Lkw-Hersteller Volvo. Es ist ein Tropfen auf den heißen Stein im Vergleich zu 1,86 Milliarden Tonnen Stahl nach Angaben der World Steel Association im Jahr 2020 von Stahlherstellern verschifft.
Aber SSAB will produzieren 1,5 Millionen Tonnen „fossilfreier Stahl“„Pro Jahr ab 2026, verglichen mit einer aktuellen Produktion von 7,5 Millionen Tonnen pro Jahr. Kann es schneller gehen? Vielleicht.
Das größte Hindernis für die Großproduktion ist der Zugang zu Strom, insbesondere zu Strom aus erneuerbaren Quellen. Um in großem Umfang zu arbeiten, würde SSAB ca 15 Terawattstunden (TWh) Strom pro Jahr. Für die "saubere" Gewinnung von Eisen jedoch 55 TWh werden benötigt. Das ist viel. Es ist zu viel. Um Ihnen das zu verdeutlichen, entspricht die Summe etwa einem Drittel des gesamten Stromverbrauchs von ganz Schweden.
Zweifel über Zweifel
"Es braucht riesige Mengen Strom, zu einer Zeit, in der die Stromproduktion bereits bedroht ist", sagt er Christian Sandström, außerordentlicher Professor an der Jönköping International Business School. Sandstrom und zwei Kollegen schrieben im Oktober einen Artikel, in dem sie das Projekt kritisierten und das Label "fossilfrei" in Frage stellten.
Der eigentliche Effekt dieses wasserstoffbasierten Stahls ist ein erhöhter Stromverbrauch, und nach allem, was wir sehen, gibt es keine Anzeichen dafür, dass der Strom vollständig fossilfrei wird.
Christian Sandström, außerordentlicher Professor an der Jönköping International Business School.
Doch es geht weiter. Im Februar hat das neu gegründete schwedische Unternehmen H2 Grüner Stahl kündigte Pläne zum Bau einer Anlage an, die 2024 in Betrieb gehen soll. Das chinesische Unternehmen HBS-Erweiterung, der drittgrößte Stahlproduzent der Welt, gab im Mai bekannt, dass er die Produktion in einer Demonstrationsanlage zur Direktreduktion von Eisen mit Wasserstoff aufgenommen hat.
Vielleicht muss die Methode neu diskutiert werden, vielleicht müssen wir noch auf mehr Strom aus Erneuerbaren warten, aber viele wetten, dass grüner Stahl wirklich die Zukunft sein wird.
