GrĂŒner Wasserstoff fĂŒr eine emissionsfreie Stahlerzeugung

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30. August 2022

GrĂŒner Wasserstoff fĂŒr eine emissionsfreie Stahlerzeugung

Entwicklung Rohstahlproduktion Deutschland, © LBST

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GrĂŒner Wasserstoff ist die Zukunft der deutschen Stahlindustrie, die gegenwĂ€rtig durch die Herausforderungen des Klimaschutzes und des zunehmenden internationalen Wettbewerbs vor großen VerĂ€nderungen steht. Durch die H2-basierte Stahlerzeugung mittels Direktreduktion (DR) können einerseits die Treibhausgasemissionen (THG) im Stahlsektor nahezu vermieden und andererseits die InnovationsstĂ€rke der deutschen Industrie erneut unter Beweis gestellt werden. In diesem Zusammenhang beschĂ€ftigt sich eine neue Analyse der Ludwig-Bölkow-Systemtechnik (LBST) in Form einer Metastudie im Auftrag des Deutschen Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verbands (DWV) und in Zusammenarbeit mit der Fachkommission HySteel mit der Rolle von grĂŒnem Wasserstoff im Stahlsektor.

Die Kernaufgabe der Studie bestand in einer detaillierten Diskussion der folgenden Fragestellungen: Wie kann sich der H2-Bedarf der Stahlindustrie in Deutschland bis 2045 entwickeln? Was sind die technischen, ökonomischen und ökologischen Parameter einer nachhaltigen Rohstahl-Wertschöpfungskette in Deutschland? HierfĂŒr wurden entsprechende Studien der letzten Jahre ausgewertet und zusĂ€tzlich technisch und strategisch vertiefende GesprĂ€che mit Vertretern der Fachkommission HySteel gefĂŒhrt.

Technologiepfade fĂŒr die Stahlherstellung
Die Rohstahlproduktion in Deutschland erfolgt heute mithilfe der integrierten Stein- bzw. Kokskohle-basierten Erschmelzung von Roheisen im konventionellen Hochofen (Blast Furnace, BF) mit anschließender Sauerstoff-Aufblaskonversion (Basic Oxygen Furnace, BOF) zur Einstellung des Kohlenstoffgehalts. Dabei geht ein Großteil der untersuchten Studien davon aus, dass die jĂ€hrliche Rohstahlproduktion in Deutschland ihr Niveau von etwa 40 Megatonnen (Mt) Rohstahl halten wird. Die Stahlproduktion war damit im Jahr 2018 fĂŒr etwa sieben Prozent der deutschen CO2-Emissionen verantwortlich.

Eine Abkehr von (Koks-)Kohle und der Einsatz von (grĂŒnem) Wasserstoff als Reduktionsmittel sind daher langfristig unumgĂ€nglich. Kurzfristig stellt auch die Direktreduktion von Eisenerz mithilfe von Erdgas (CH4-DR) eine Option zur THG-Emissions-Reduktion dar. Im Jahr 2019 wurde so weltweit bereits ein großer Teil der rund 108 Mt DRI (Eisenschwamm) hergestellt.

Die Weiterverarbeitung des so hergestellten Eisenschwamms zu Rohstahl erfolgt in geeigneten Schmelzaggregaten (heute hauptsĂ€chlich Elektrolichtbogenöfen, EAF). Um jedoch die Klimaschutzziele bis 2045 zu erreichen, muss die Rohstahlerzeugung mithilfe grĂŒnen Wasserstoffs (H2-DR) erfolgen, mit Weiterverarbeitung des Eisenschwamms im elektrischen Lichtbogenofen unter Verwendung erneuerbaren Stroms.[…]


 gekĂŒrzte Online-Version
Den kompletten Fachbericht finden Sie in der aktuellen Ausgabe des HZwei-Magazins.

Autoren: Dr. Jan Michalski, Christopher Kutz – beide Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH, Ottobrun; Dr. Ulrich BĂŒnger – SelbststĂ€ndiger Berater Erneuerbare Energien, Dießen am Ammersee & Dr. Michael Ball – SelbststĂ€ndiger Berater Wasserstoff-Energietechnik, Den Haag

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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