Die europäische Stahlindustrie bemüht sich, im Zuge des EU Green Deal und des „Fit for 55“-Pakets ihren CO2-Ausstoß zu reduzieren. Es sollen Prozesse zur Eisen- und Stahlerzeugung etabliert werden, die das Treibhausgas nicht mehr emittieren. Erneuerbare Energie soll die Lösung sein.
Entscheidende Bedeutung kommt dabei dem Wasserstoff zu. Dieser kann gleich zwei Aufgaben übernehmen, nämlich die des Reduktionsmittels, aber auch als saisonaler Speicher fluktuierend anfallender erneuerbarer Energie.
Erneuerbare Energie
Beim Hochofenprozess entsteht durch die Reaktion des Kohlenstoffs mit dem Sauerstoff im Eisenerz das Roheisen, aber auch das CO2, welches den Großteil der CO2-Emissionen dieser Prozesskette der Stahlherstellung darstellt. In Österreich sind das rund 15 Prozent der gesamten CO2-Emissionen, global beträgt der Anteil etwa 7 Prozent.
„Die Klimaziele sind nur erreichbar, wenn die Transformation der Stahlproduktion aus Eisenerzen von kohlenstoff- zu wasserstoffbasierten Prozessrouten erfolgt. Dazu sind aber erneuerbare Energieträger die Voraussetzung“, ist Johannes Rieger, Area Manager für Raw Materials and Recycling & Metallurgical Processes des Kompetenzzentrums K1-MET GmbH, überzeugt.
Strom aus externen Quellen
In Österreich beträgt die Produktion an elektrischer Energie rund 69 Terawattstunden. „Würde man die integrierte Stahlherstellung über die Prozessroute Hochofen/LD-Konverter auf Direktreduktion/Elektrolichtbogenofen mit erneuerbarer Energie und Wasserstoff umrüsten, würde es 33 TWh brauchen.“, sagt Rieger. Bezogen auf den Gesamtenergiebedarf müssen von der Stahlindustrie aktuell nur etwas mehr als 3 Prozent des Stroms aus externen Quellen zugekauft werden.
„Der Löwenanteil wird aus den Kuppelgasen der Eisen- und Stahlproduktion selbst erzeugt, indem deren Energiedichte zur Stromerzeugung genutzt wird.“ Eine Herausforderung wird auch die Nutzung der saisonal fluktuierenden Energiegewinnung aus erneuerbaren Quellen sein.
Wohin mit der überschüssigen Energie?
In Österreich kann der Bedarf an elektrischer Energie wetterbedingt nur von Mai bis August zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden. Wenn das von der österreichischen Regierung im Rahmen des Erneuerbaren-Ausbau-Gesetzes vorgegebene Ziel gelingt, bis 2030 insgesamt 27 TWh an zusätzlicher elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen, generiert dies im Sommer zusätzlich 10 TWh an Überschussenergie, welche in die übrigen Monate transferiert werden müssten.
„Das könnte wieder über Wasserstoff erfolgen“, sagt Rieger. Der würde durch Nutzung der Überschussenergie mittels Elektrolyse erzeugt. Speichern könnte man den erzeugten Wasserstoff z.B. in ehemaligen Erdgaslagerstätten. Die nachhaltige Stahlherstellung mit erneuerbarer Energie ist ein Schlüsselthema bei K1-MET. „Wir entwickeln Prozesse zur Erzeugung von CO2-armem Stahl. Auch befassen wir uns mit der Verwendung von Wasserstoff in metallurgischen Prozessen. Wir sind auch an Projekten beteiligt, wie ein erneuerbares Energiesystem mit Erzeugung, Transformation und saisonaler Speicherung aussehen kann.“
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www-k1-met.com
