Grünstahl 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 für das Industriegebiet am Hamburger Hafen gebaut wird.

Zwischen den Halden und Hallen auf dem Betriebsgelände von ArcelorMittal, im Industriegebiet südlich des Hamburger Hafens, ist die Midrex-Anlage mit ihren rostroten Türmen und Leitungen eindeutig das fotogenste Stück – 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 für eine CO2-freie Stahlherstellung auf Basis von grünem Wasserstoff werden.

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

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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 Prioritätenliste.

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 Eisenhüttenstadt und in Salzgitter glüht es weiterhin in Hochöfen. Doch seit Klimaschutz auch für 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-ärmer.

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 Stück 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 jährlich 100.000 Tonnen DRI zu liefern.

CO2-Neutralität für 2050 angestrebt

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

Klar ist, dass man für eine klimaneutrale Stahlproduktion auch grünen Wasserstoff braucht – doch der ist noch nicht in Sicht. Zunächst will ArcelorMittal daher auf die Dampfreformierung von Erdgas zurückgreifen. 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 jährlicher Bedarf an Elektrolysestrom, 310 GWh Output von grünem Wasserstoff.

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Autorin: Eva Augsten

0 Gedanken zu „Grünstahl als Zukunftsvision“

  1. Hat denn der Stahlkonzern ArcelorMittal schon erklärt, wie er die grüne Energie zusätzlich erzeugen will, mit der sie den grünen Wasserstoff produzieren wollen für die grüne Stahlproduktion?
    Nicht, dass ich die Idee schlecht fände. Schlecht wäre nur, wenn man doch wieder Netzstrom oder gar grauen Wasserstoff einsetzt. Oder wenn man den grünen Ökostrom für Wasserstoff verbraucht, der an anderer Stelle viel mehr CO2-Einsparung gebracht hätte.
    Denn reale Überschüsse an ÖkoStrom kann Deutschland bei ca. 50% Ökostromanteil ja noch nicht haben.
    Für 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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