In einem brandneuen Gebäude in der schwedischen Stadt Luleå verwendet der Stahlhersteller SSAB ein neues Produktionsverfahren, das die stark umweltbelastende Stahlindustrie revolutionieren könnte, indem fast alle CO2-Emissionen eliminiert werden.
Seien Sie jedoch gewarnt: Die Methode in großem Umfang zum Laufen zu bringen, stellt große Herausforderungen dar, und diese Technik ist möglicherweise nicht so entscheidend, wie alle hoffen. Kritiker argumentieren, es könnte Emissionen einfach woanders hin verlagern. Großes Problem, huh? Die Suche nach Wegen zur Dekarbonisierung von Stahl, einem unverzichtbaren Bestandteil der modernen Industrie, 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 für etwa 7 % bis 9 % der vom Menschen verursachten Emissionen weltweit 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 Erscheinungsbild des Neubaus in starkem Kontrast zu dem nahe gelegenen, rußbedeckten Hochofen, der ersetzt werden soll. Mit seinem charakteristischen orangefarbenen Schimmer von geschmolzenem Metall ist der Hochofen heute die primäre Methode zur Herstellung von Stahl.
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, Manager 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, deren bekannteste Form Rost ist. Um Stahl herzustellen, muss der gesamte Sauerstoff entfernt werden, und in Luleå wird das etwas anders gemacht. „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 hergestellt wird, und für den Strom im Produktionsprozess, der ausschließlich aus erneuerbaren Quellen stammt.
Wenn das Pilotprojekt funktioniert und ausgeweitet wird, sagt Quintero, "können wir die CO2-Emissionen im Prinzip an der Wurzel packen."
Die Herausforderungen für grünen Stahl bleiben jedoch bestehen
Im August lieferte SSAB die erste Charge Stahlbleche aus, 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 seiner derzeitigen Produktion von 7,5 Millionen Tonnen pro Jahr. Geht es schneller? Wer weiß.
Das größte Hindernis für die großtechnische Produktion ist der Zugang zu Strom, insbesondere zu Strom aus erneuerbaren Quellen. Um in großem Umfang zu operieren, bräuchte SSAB ca 15 Terawattstunden (TWh) Strom pro Jahr. Für die „saubere“ Eisengewinnung hingegen 55 TWh werden benötigt. Das ist viel. Es ist zu viel. Damit Sie verstehen, dass die Summe ungefähr ein Drittel des gesamten Stromverbrauchs von ganz Schweden ausmacht.
Zweifel über Zweifel
"Es braucht riesige Mengen an Strom, zu einer Zeit, in der die Stromproduktion bereits bedroht ist", sagt er Christian Sandström, außerordentlicher Professor an der Jonkoping International Business School. Sandstrom und zwei Kollegen schrieben im Oktober einen Artikel, in dem sie das Projekt kritisierten und das Etikett „fossilfrei“ in Frage stellten.
Der eigentliche Effekt dieses wasserstoffbasierten Stahls ist ein erhöhter Stromverbrauch, und soweit wir sehen können, 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 für seine direkte Reduktion 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 setzen darauf, dass grünem Stahl wirklich die Zukunft gehört.
