Dekarbonisierung im Hochofen Klimafreundlicher Stahl: Ist das möglich?

Klimafreundlicher Stahl aus dem Hochofen – Ist das möglich? Eine alternative Prozessroute ist in Sicht, die fast kein CO₂ entstehen lässt. Sie wird allerdings erst in vielen Jahren vollständig etabliert sein. Für den Übergang entwickeln Fachkräfte unter der Koordination der Universität Duisburg-Essen (UDE) ein Konzept, entstehendes CO₂ zu recyceln. Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt.

In den kommenden Jahrzehnten stellen die großen Stahlkonzerne auf Direktreduktionsanlagen um, die zunächst mit Erdgas und später mit Wasserstoff betrieben werden. Dabei wird Eisenerz mithilfe von Wasserstoff zu Eisen reduziert. Das anschließende Einschmelzen funktioniert mit regenerativ hergestelltem Strom.

Infrastruktur muss ausgebaut werden

Die dabei entstehenden CO₂-Emissionen sind mit circa 30 kg pro t Rohstahl zu vernachlässigen. Doch es wird noch Jahrzehnte dauern, bis die entsprechende Infrastruktur – von der Wasserstofferzeugung bis zur überwiegend CO₂-freien Stromerzeugung – komplett steht.

In der Übergangsphase entsteht bei der Direktreduktion hochreines CO₂ als Nebenprodukt, das in Hochöfen wiederverwendet werden soll, denn in den nächsten 20 bis 30 Jahren wird es ein Nebeneinander des klassischen und des neuen Verfahrens geben.

Die Forschenden der UDE entwickeln daher zusammen mit Thyssenkrupp Steel Europe und der TU Clausthal ein Konzept, wie CO₂ schon kurzfristig direkt im Prozess recycelt werden kann. Ziel des Projekts „Nucowin“ ist es, die grundsätzlichen Fragen der Prozess- und Anlagentechnik zur Umsetzung in den industriellen Maßstab zu beantworten.

Transformation der Stahlindustrie

„Die große Herausforderung liegt darin, innerhalb der Transformation in der Stahlindustrie, aber auch in anderen industriellen Bereichen, wirtschaftliche Prozesse zu entwickeln, die kein CO₂ mehr in die Atmosphäre abgeben“, erklärt Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Deike vom UDE-Institut für Technologien der Metalle. „Dazu sollte man verstehen: Aufgrund ihrer hohen Energiedichte werden Kohlenstoffverbindungen weiterhin unverzichtbar sein, das CO₂ bleibt aber im Kreislauf.“

Innerhalb des Förderprogramms „Klimpro: Vermeidung von klimarelevanten Prozessemissionen in der Industrie“ fördert das Bundesforschungsministerium das soeben gestartete Projekt für drei Jahre mit insgesamt 1,2 Millionen Euro.