Salzgitter AG: Grüner Stahl durch bahnbrechende Wasserstofftechnik
(Bild: yasin hemmati, Unsplash)
Kein Koks, kein CO₂ – Salzgitter AG errichtet klimaneutralen Hochofen. Grüner Wasserstoff kommt zum Einsatz. Was das Besondere an dem Verfahren ist.
Die Stahlproduktion ist mit einem erheblichen Ausstoß von Kohlendioxid verbunden. Im Jahr 2019 wurden in Deutschland rund 40 Millionen Tonnen Rohstahl produziert und dabei rund 55 Millionen Tonnen CO₂ emittiert. Das sind nach Angaben des Kompetenzzentrums Klimaschutz in energieintensiven Industrien (KEI) rund 28 Prozent der gesamten Emissionen der deutschen Industrie.
Wissenschaft und Industrie arbeiten nun daran, die Stahlproduktion klimaneutral zu gestalten. Forscher des Fraunhofer-Instituts haben in Zusammenarbeit mit der TS ELINO GmbH und der Salzgitter AG nach eigenen Angaben einen zukunftsweisenden Ansatz dafür entwickelt. Statt Koks soll Wasserstoff für die Direktreduktion von Eisenerz eingesetzt werden.
Grüner Wasserstoff: Schlüssel zur CO₂-Reduktion
Zum Einsatz kommt grüner Wasserstoff, der durch Elektrolyse gewonnen wird, bei der ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energiequellen zum Einsatz kommt. Dieses Verfahren ermöglicht eine Reduktion der CO₂-Emissionen um bis zu 97 Prozent und stellt damit einen Meilenstein in der Reduzierung der Kohlendioxid-Emissionen der Stahlindustrie dar.
Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS und seine Partnerinstitute setzen auf die wasserstoffbasierte Direktreduktion. Bei diesem Verfahren reagiert das Eisenoxid im Erz bei hohen Temperaturen mit Wasserstoff, wobei es zu Eisen reduziert wird.
Das Verfahren ist nicht nur effizient, sondern auch umweltfreundlich, da es durch den Einsatz von grünem Wasserstoff nahezu keine CO₂-Emissionen verursacht. Matthias Jahn, Abteilungsleiter Energie- und Verfahrenstechnik am Fraunhofer IKTS, betont, dass auf diese Weise bis zu 97 Prozent des klimaschädlichen Kohlendioxids eingespart werden können.
Innovative Elektrolyseverfahren für grünen Wasserstoff
Grüner Wasserstoff wird grundsätzlich durch Elektrolyseverfahren erzeugt, bei denen Wasserdampf durch elektrische Spannung in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Das Fraunhofer IKTS setzt zur Erzeugung von grünem Wasserstoff eine Hochtemperatur-Elektrolyse auf Basis von Festoxidzellen (SOEC) ein.
Für die Stahlerzeugung hat diese Technologie den Vorteil, dass die Abwärme aus den Hochtemperaturprozessen der Stahlerzeugung genutzt werden kann. Dadurch wird der elektrische Wirkungsgrad deutlich erhöht.
Die Forscher am Fraunhofer IKTS haben eigene Elektrolysezellen und -stacks entwickelt und eigene Betriebsdaten für die technisch-wirtschaftliche Bewertung des Verfahrenskonzeptes genutzt.
Zukunft der Stahlproduktion: Demonstrationsanlage bei Salzgitter AG
Auf dem Werksgelände der Salzgitter AG wird eine ca. 30 Meter hohe Demonstrationsanlage zur Direktreduktion errichtet. Ziel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes ist es, die gesamte Prozesskette hinsichtlich Ressourcen- und Energieeffizienz zu optimieren.
Dabei wird auch untersucht, wie biogene Stoffe als Ersatz für Kohle und Erdgas eingesetzt werden können. Dies ist notwendig, um den erforderlichen Kohlenstoffgehalt im Stahl einstellen zu können.
Auch der effiziente Einsatz von Wasser ist ein Schwerpunkt des Projektes, da bei der Herstellung von grünem Stahl große Mengen Wasser, unter anderem für die Elektrolyse, benötigt werden. Daher soll das bei der Reduktion von Eisenerz mit Wasserstoff entstehende Wasser möglichst für eine Wiederverwendung aufbereitet werden.
Empfohlener redaktioneller Inhalt
Mit Ihrer Zustimmmung wird hier eine externe Buchempfehlung (Amazon Affiliates) geladen.
Ich bin damit einverstanden, dass mir externe Inhalte angezeigt werden. Damit können personenbezogene Daten an Drittplattformen (Amazon Affiliates) übermittelt werden. Mehr dazu in unserer Datenschutzerklärung.