GrĂŒnstahl als Zukunftsvision

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4. Mai 2021

GrĂŒnstahl als Zukunftsvision

ArcelorMittal will Koks aus Stahlproduktion verbannen

Midrex-Anlage ArcelorMittal - © Eva Augsten
© Eva Augsten

Der Stahlkonzern ArcelorMittal will in Hamburg voraussichtlich im dritten Quartal dieses Jahres mit dem Bau einer Pilotanlage beginnen, die Erz mithilfe von Wasserstoff zu reinem Eisen reduziert. Ein Teil des Gases könnte perspektivisch durch ein neues Wasserstoffnetz bereitgestellt werden, das eigens fĂŒr das Industriegebiet am Hamburger Hafen gebaut wird.

Zwischen den Halden und Hallen auf dem BetriebsgelĂ€nde von ArcelorMittal, im Industriegebiet sĂŒdlich des Hamburger Hafens, ist die Midrex-Anlage mit ihren rostroten TĂŒrmen und Leitungen eindeutig das fotogenste StĂŒck – feinster „Steampunk“ aus den 1970ern. Doch sie steht nicht nur wegen ihres Äußeren gerade im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. Die bisher ungewöhnliche Anlagentechnologie soll die Grundlage fĂŒr eine CO2-freie Stahlherstellung auf Basis von grĂŒnem Wasserstoff werden.

Dies könnte den Klimaschutz ein gutes StĂŒck voranbringen, denn die Stahlproduktion ist sowohl in Deutschland als auch in der EU immerhin fĂŒr etwa sieben bis neun Prozent der gesamten CO2-Emissionen verantwortlich. Ein Großteil davon geht nicht auf den Energiebedarf zurĂŒck, sondern auf stoffliche Prozesse. Die CO2-Abscheidung und Sequestrierung wĂ€re zwar eine Option, um die Stahlerzeugung „sauberer“ zu machen, doch Carbon Capture & Storage ist umstritten, denn wo und ob sich das CO2 sicher verwahren lĂ€sst, ist noch nicht abschließend geklĂ€rt.

Will man die Entstehung des Treibhausgases von Anfang an vermeiden, also den Prozess wirklich dekarbonisieren, bleibt nur der Einsatz von Wasserstoff. Gemeinsam mit der Chemieindustrie steht die Stahlbranche deshalb in den Wasserstoffstrategien der EU, Deutschlands und Norddeutschlands ganz oben auf der PrioritÀtenliste.

In Hamburg wird bereits seit Jahrzehnten metallisches Eisen mittels sogenannter Direktreduktion aus Eisenerz gewonnen. In Deutschland ist dieser Prozess des Unternehmens Midrex bisher jedoch eher ein Exot geblieben. Im Ruhrgebiet, in EisenhĂŒttenstadt und in Salzgitter glĂŒht es weiterhin in Hochöfen. Doch seit Klimaschutz auch fĂŒr die Industrie ein Thema geworden ist, zeigt sich der Vorteil der Direktreduktion, denn im Vergleich zum Hochofen, wo nahezu reiner Kohlenstoff in Form von Koks den Sauerstoff aus dem Eisenerz zieht und CO2 sowie Roheisen ausspuckt, ist sie deutlich CO2-Ă€rmer.

Was ist Direktreduktion?

Bei diesem Verfahren reagiert Erdgas mit Eisenerz zu Wasser, CO2 und reinem Eisen. Aus dem pelletierten Erz werden reine Eisenpellets mit mikroskopischen Poren. Die Pellets sehen genauso aus wie vorher, sind aber ein ganzes StĂŒck leichter. Sie haben deshalb auch den anschaulichen Namen „Eisenschwamm“. Im technischen Zusammenhang spricht man von „Directly Reduced Iron“, oder kurz DRI. Wenn man anstelle des Methans nun Wasserstoff einsetzt, kann der Reduktionsprozess komplett CO2-frei ablaufen. Genau das will ArcelorMittal in Hamburg erproben.

Rund 100 Mio. Euro soll die Pilotanlage, deren Bau voraussichtlich im dritten Quartal dieses Jahres beginnen soll, kosten. 2024 soll sie fertig werden und im Laufe des Jahres 2025 ihren Betrieb aufnehmen, um jÀhrlich 100.000 Tonnen DRI zu liefern.

CO2-NeutralitĂ€t fĂŒr 2050 angestrebt

Auf dem Weg zur CO2-NeutralitĂ€t, die ArcelorMittal bis 2050 erreichen will, ist dies nur einer von mehreren Meilensteinen. Das Etappenziel fĂŒr 2030 lautet: Reduktion der CO2-Emissionen um 30 Prozent innerhalb Europas. Selbst dafĂŒr steht noch eine Reihe von Aufgaben auf dem Zettel.

Klar ist, dass man fĂŒr eine klimaneutrale Stahlproduktion auch grĂŒnen Wasserstoff braucht – doch der ist noch nicht in Sicht. ZunĂ€chst will ArcelorMittal daher auf die Dampfreformierung von Erdgas zurĂŒckgreifen. Der entsprechende Prozessschritt ist in der neuen Anlage bereits integriert. Parallel arbeitet das Unternehmen aber auch schon am Aufbau einer eigenen Elektrolyseanlage. Die Eckdaten: 50 MW elektrische Leistungsaufnahme, 380 GWh jĂ€hrlicher Bedarf an Elektrolysestrom, 310 GWh Output von grĂŒnem Wasserstoff.


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Autorin: Eva Augsten

Quellenangabe:

Wasserstoff ist ein Megatrend

Das Thema Wasserstoff hat es in den vergangenen Jahren aus der Nische auf die große politische BĂŒhne geschafft. Nicht nur in...

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1 Kommentar

  1. Joe Schmidt

    Hat denn der Stahlkonzern ArcelorMittal schon erklĂ€rt, wie er die grĂŒne Energie zusĂ€tzlich erzeugen will, mit der sie den grĂŒnen Wasserstoff produzieren wollen fĂŒr die grĂŒne Stahlproduktion?
    Nicht, dass ich die Idee schlecht fĂ€nde. Schlecht wĂ€re nur, wenn man doch wieder Netzstrom oder gar grauen Wasserstoff einsetzt. Oder wenn man den grĂŒnen Ökostrom fĂŒr Wasserstoff verbraucht, der an anderer Stelle viel mehr CO2-Einsparung gebracht hĂ€tte.
    Denn reale ÜberschĂŒsse an ÖkoStrom kann Deutschland bei ca. 50% Ökostromanteil ja noch nicht haben.
    FĂŒr Grundlagenforschung und Technologientwicklung spielt es sicher nur eine untergeordnete Rolle, wo der Wasserstoff herkommt. Dann sollte man dies aber auch so benennen.

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