Wasserstoff & Stahl
Wie Wasserstoff in der Stahlerzeugung CO2 sparen hilft
Wasserstoff in der Stahlindustrie
Grüner Wasserstoff ist ein Energieträger, der mit erneuerbaren Energien gewonnen wird. Er ist ein wichtiges Element, wenn die Stahlindustrie ihren CO2-Ausstoß drastisch senken will. In neuen Technologien wie der Direktreduktion ersetzt er Koks und Kohle – und trägt so dazu bei, dass auch die Stahlindustrie Klimaschutzziele erreichen kann.
HKM beabsichtigt im Zuge der Transformation, einen Hochofen durch einen Elektrolichtbogenofen zu ersetzen und auf eine externe Versorgung mit direktreduziertem Eisen (DRI) zu wechseln. Bei der Herstellung von DRI spielt grüner Wasserstoff eine zentrale Rolle.
Darum geht es:
Wasserstoff statt Kohle
Ein Hochofen, wie er heute üblich ist, verwendet hauptsächlich Kohle oder Koks, um Eisenerz zu reduzieren. Dabei entstehen erhebliche Mengen CO2. Wenn die Industrie alternativ oder ergänzend Wasserstoff einsetzt, senkt das die Emissionen. Es ist bereits heute möglich, wasserstoffreiche Gasen im Hochofenprozess beizumischen. Außerdem wird weiter an diesen Verfahren geforscht.
Direktreduktionsverfahren
Klimaneutraler Stahl entsteht in der Direktreduktion, wenn grüner Wasserstoff zum Einsatz kommt. Dabei wird Eisenerz direkt mit Wasserstoff reduziert – als Nebenprodukt entsteht nur Wasser. Diese Methode verzichtet vollständig auf Kohle und Koks und ist somit CO2-neutral.
Kreislaufwirtschaft und Nachhaltigkeit
Auch die Kreislaufwirtschaft spielt eine Rolle in der Transformation der Stahlindustrie. Die gute Nachricht: Klimaneutral erzeugter Stahl ist ein Werkstoff, der nahezu CO2-frei weiterverarbeitet werden kann.
Neue Jobs für Fachkräfte
Um sich zu transformieren, braucht die Industrie Fachkräfte. Sie qualifizieren sich auf Hochschulen oder in der beruflichen Aus- und Weiterbildung.
FAQ Wasserstoff
Wasserstoff soll in der Stahlproduktion CO2-Emissionen reduzieren. Wasserstoff kann Kohle und Koks als Reduktionsmittel ersetzen, wodurch Wasser anstelle von CO2 als Nebenprodukt entsteht. Durch den Einsatz von Wasserstoff in der Stahlproduktion lassen sich CO2-Emissionen besonders deutlich senken.
Bei der Direktreduktion reagiert Wasserstoff bei hohen Temperaturen mit Eisenoxid (Eisenerz), um reines Eisen und Wasser zu produzieren. Der Prozess vermeidet die CO2-Emissionen, die bei herkömmlichen Verfahren entstehen.
Grüner Wasserstoff wird mit erneuerbaren Energien aus Windkraft und Sonne produziert, wodurch er nahezu CO2-frei ist. Er bietet eine klimafreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen.
Es gibt Herausforderungen. Zum einen ist es recht teuer, Wasserstoff zu produzieren. Zum anderen muss der Wasserstoff transportiert und gespeichert – und in Anlagen genutzt werden. Dazu ist es nötig, eine Infrastruktur aufzubauen und Stahlwerke technologisch anzupassen.
Der genaue Bedarf variiert je nach Produktionsprozess. Für die Herstellung von einer Tonne direktreduziertem Eisen (DRI) werden etwa 60 Kilo Wasserstoff benötigt.
Wasserstoff wird in verschiedenen Verfahren gewonnen: Grüner Wasserstoff entsteht durch Elektrolyse, wenn erneuerbare Energien eingesetzt werden. Eine Pipeline ist notwendig, um große Mengen Wasserstoff in die Anlagen der Stahlindustrie zu bringen.
Zur Produktion von einem Kilo Wasserstoff durch Elektrolyse werden etwa neun Liter Wasser benötigt.
Die Elektrolyse zur Produktion von einem Kilo Wasserstoff benötigt ungefähr 50 Kilowattstunden Strom.
Für die Produktion von 2,5 Millionen Tonnen direktreduziertem Eisen (DRI) werden rd. 150.000 Tonnen Wasserstoff benötigt. Das gilt dann, wenn die DRI-Anlage rund ums Jahr mit 100 Prozent Wasserstoff betrieben wird.
Die Politik schafft die Rahmenbedingungen, die es der Stahlindustrie ermöglichen, Wasserstoff einzusetzen. Dazu gehören Förderprogramme, die Länder investieren aber auch in die notwendige Infrastruktur: Nationale Wasserstoffstrategien und internationale Abkommen unterstützen die Entwicklung.
Wasserstoff und neue Technologien können die Branche grundlegend verändern. Experten erwarten, dass die Kosten im Laufe der Zeit sinken. So wird es einfacher, Wasserstoff einzusetzen – und das könnte dazu beitragen, globale Klimaziele zu erreichen.