Dekarbonisierung der Stahlindustrie – Status und Perspektiven

Dr.-Ing. Axel Sormann
K1-MET GmbH

Der Klimawandel – bedingt durch Treibhausgase – ist großteils auf die vom Menschen verursachten CO2 - Emissionen zurückzuführen. Die „Low Carbon Roadmap” der Europäischen Kommission fordert eine Reduktion der CO2 - Emissionen um 80% bis zum Jahr 2050, verglichen mit Werten aus 2005. Auch die Stahlindustrie, welche für ca. 6% des weltweiten CO2 - Ausstoßes verantwortlich ist, ist aufgefordert, diesen entsprechend zu minimieren.  
Bei der Stahlerzeugung gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten der Dekarbonisierung: die „Carbon Direct Avoidance“ (CDA) und die „Smart Carbon Usage“ (SCU). Im Falle der CDA werden keine Kohlenstoffträger für die Erzvorbereitung und die Reduktion der Eisenerze eingesetzt. Man kann somit von kohlenstofffreier Stahlherstellung sprechen. Im Falle der SCU wird einerseits der Einsatz von Kohlenstoffträgern minimiert und andererseits das aus den Reduktionsprozessen entstehende CO2 gesammelt und für die Herstellung von anderen Produkten verwendet. Eine weitere Möglichkeit ist, das CO2 in ausgebeutete unterirdische Erdöl- oder Erdgaslagerstätten zu verpressen – „Carbon Capture and Storage“ (CCS).  
In dem Beitrag werden die existierenden Stahlerzeugungsrouten hinsichtlich ihres CO2 - Ausstoßes dargestellt und verglichen. Alternative Möglichkeiten zur Dekarbonisierung werden gezeigt. Weiters wird auf abgeschlossene, laufende und geplante Aktivitäten zu dieser Thematik, speziell in Europa, eingegangen. Das Hauptaugenmerk wird auf die sog. Breakthrough Technologies gelegt, wo völlig neue Wege der Stahlerzeugung, ausgehend von Eisenerz, beschritten werden sollen.   
Ein wichtiger Gesichtspunkt ist die Substitution der kohlenstoffhältigen Reduktionsmittel durch kohlenstofffreie – in erster Linie ist dies Wasserstoff. Hier werden mögliche Varianten (Reduktion im festen oder flüssigen Zustand) gezeigt. Da bei einer Umstellung enorme Mengen an Wasserstoff gebraucht würden, wird auch dieses Thema behandelt. Auch auf die direkte Gewinnung des Eisens aus oxidischen Erzen mittels Elektrolyse wird eingegangen. 

Dr. Axel Sormann