Die Zukunft der Stahlproduktion startet jetzt
Erste Direktreduktions-Anlage in Duisburg für klimaneutralen Stahl
Eine klimaneutrale Gesellschaft ist ohne Stahl nicht vorstellbar. Viele Produkte und Industrien können nur mithilfe von Stahl technische Fortschritte erreichen und ihre Klimabilanz verbessern. Um die Stahlgewinnung auch in Zeiten der klimaneutralen Gesellschaft sicherzustellen, wird die Herstellung in den nächsten drei Jahrzehnten revolutioniert werden. Mit tkH2Steel® – unserer wasserstoffbasierten Klimastrategie – haben wir uns bei thyssenkrupp Steel auf den Weg gemacht. Neben der Senkung der CO2-Emissionen lautet eine unserer obersten Prämissen: kein Abschlag bei Stahlqualität und Gütenportfolio.
tkH2Steel®: Mit Wasserstoff zum klimaneutralen Stahl
Das Ziel ist klar: Bis 2045 soll die Stahlproduktion bei thyssenkrupp Steel klimaneutral werden. Mit unserer Klimastrategie forcieren wir die bisherigen Aktivitäten zur Emissionsreduzierung, übernehmen gesellschaftliche Verantwortung und bekennen uns zum Pariser Klimaschutzabkommen von 2015. Der neue SBTi Net Zero Standard, entlang dem wir unsere Ziele prüfen lassen werden, sieht bis 2050 mindestens 90 % Reduktion der eigenen Emissionen (Scope 1), aus Energiebezug (Scope 2) sowie in der Lieferkette (Scope 3) vor. In einem ersten Zwischenziel möchte thyssenkrupp Steel bis zum Jahr 2030 die Emissionen aus Produktion und Prozessen im eigenen Unternehmen sowie die Emissionen aus dem Bezug von Energie gegenüber dem Referenzjahr 2018 um mehr als 30 Prozent senken.
thyssenkrupp Steel verfolgt dabei einen technologieoffenen Ansatz und setzt auf zwei Pfade: Der entscheidende Schritt ist die Vermeidung von CO2 durch den Einsatz von Wasserstoff („Carbon Direct Avoidance“, CDA). Hinzu kommt die Nutzung von anfallendem CO2 („Carbon Capture and Usage“, CCU). Dabei geht thyssenkrupp schrittweise vor. So stellt das Unternehmen sicher, dass die Stahlproduktion auch in einer klimaneutralen Gesellschaft möglich ist – und sorgt für die Zukunftsfähigkeit von Industrie und Arbeitsplätzen.
Die beiden Pfade entwickelt thyssenkrupp Steel kontinuierlich weiter. Das Unternehmen ist immer auf der Suche nach noch effizienteren Lösungen oder Möglichkeiten, die Transformation zu beschleunigen – etwa durch neue technologische Erkenntnisse. Beim Wasserstoffpfad berücksichtigt thyssenkrupp Steel zudem stets die Verfügbarkeit von Wasserstoff, denn die Wasserstoffwirtschaft steht noch am Anfang ihrer Entwicklung.
Langfristig wird allein thyssenkrupp Steel rund 720.000 Tonnen des klimafreundlichen Gases pro Jahr benötigen und das Unternehmen braucht dafür locker den grünen Strom von 3.800 Windrädern. Ein Fokus des Unternehmens liegt daher auf dem zügigen Aufbau einer Versorgungsinfrastruktur für grünen Wasserstoff. Dazu laufen aktuell verschiedene nationale und internationale Projekte und Kooperationen.
Um diese Ziele zu erreichen, brauchen wir die Unterstützung durch die Politik. Denn nur mit den richtigen Rahmenbedingungen kann die Transformation der Industrie gelingen. Hochwertiger Stahl ist Innovationsmotor und essenzieller Werkstoff für zahlreiche Branchen – auch für jene, die relevant für eine erfolgreiche Klimawende sind: etwa Elektromobilität oder Windenergie. Das soll auch in Zukunft so bleiben. Deswegen ist die Devise: auf CO2 verzichten, aber etablierte Produktionsprozesse und Wertschöpfungsketten so weit wie möglich beibehalten.
Werkstoff der Zukunft: Klimaneutraler Stahl
Hochwertiger Stahl ist Innovationsmotor und essenzieller Werkstoff für zahlreiche Branchen – auch für jene, die relevant für eine erfolgreiche Klimawende sind: etwa Elektromobilität oder Windenergie. Das soll auch in Zukunft so bleiben. Deswegen ist die Devise: auf CO2 verzichten, aber etablierte Produktionsprozesse und Wertschöpfungsketten so weit wie möglich beibehalten.
Ein wichtiger Meilenstein im Rahmen der Transformation zur Klimaneutralität ist der Launch von Stählen mit verminderter CO2-Intensität. Unter der Dachmarke bluemint® Steel hat thyssenkrupp Steel bluemint® pure auf den Markt gebracht – ein Produkt, das auf realen CO2 -Einsparungen in der Fertigung basiert und einen um 70 Prozent geminderten CO2-Fußabdruck gegenüber herkömmlichem Stahl aufweist. Die Methode der CO2-Einsparung wurde vom internationalen Zertifizierer DNV geprüft und bestätigt. Der Ansatz steht zudem im Einklang mit den Standards des international anerkannten Greenhouse Gas Protocol. Auch das Wuppertal Institut unterstützt den bilanziellen Ansatz als wichtigen Teil einer umfassenden Dekarbonisierungsstrategie für die Stahlerzeugung.
Vom TÜV SÜD wurde das zweite CO2-reduzierte Produkt, bluemint® recycled, zertifiziert. Hierbei kommt ein hochwertiges Schrott-Recyclingprodukt im Hochofen zum Einsatz, der Kohleeinsatz im Hochofen sinkt. Auf diese Weise lässt sich die CO2-Intensität je produzierter Tonne von 2,1 Tonnen auf 0,75 Tonnen vermindern.
Mehr Informationen rund um die neue Produktfamilie bluemint® Steel finden Sie hier.
Im Rahmen eines von der Bundesregierung geförderten Projekts bereitet thyssenkrupp Steel seit 2018 Prozessgase auf, die bei der Stahlproduktion anfallen, und verarbeitet sie zu Basisprodukten für die chemische Industrie weiter. Auf diese Weise lässt sich Synthesegas einsparen, das bisher aus fossilen Ressourcen wie Öl oder Erdgas gewonnen wird.
Mit dem neuen Verfahren hat thyssenkrupp Steel – weltweit zum ersten Mal – Ammoniak und Methanol aus Hüttengasen produziert. Die Basischemikalien werden in der chemischen Wertschöpfungskette beispielsweise zu Dünger, Kunststoffen oder Treibstoffen weiterverarbeitet.
CO2 vermeiden: Wasserstoff statt Kohle
Um klimaneutral zu produzieren, ist eine grundsätzliche Umstellung der Stahlproduktion notwendig. Eine entscheidende Veränderung stellt der Aufbau von Direktreduktionsanlagen (DR-Anlagen) dar.
Anfang März hat thyssenkrupp Steel einen Milliardenauftrag für eine Direktreduktionsanlage an die SMS group vergeben. Damit startet eines der weltweit größten industriellen Dekarbonisierungsprojekte mit einem Auftragsvolumen allein für SMS von über 1,8 Mrd. Euro.
thyssenkrupp Steel beauftragt SMS mit dem Engineering, der Lieferung und dem Bau einer wasserstoffbetriebenen Direktreduktionsanlage, zweier innovativer Einschmelzer und zugehöriger Nebenaggregate am Standort Duisburg.
Es handelt sich um ein wegweisendes Konzept mit einer Kapazität von 2,5 Millionen Tonnen direktreduziertem Eisen. Die Inbetriebnahme ist für Ende 2026 geplant. Die jährlichen CO2-Einsparungen liegen bei über 3,5 Millionen Tonnen.
Im Gegensatz zum Hochofen produzieren DR-Anlagen kein flüssiges Roheisen, sondern festen Eisenschwamm („Direct Reduced Iron“, DRI). Damit dieser zu hochwertigem Stahl weiterverarbeitet werden kann, muss er zu einem roheisenähnlichen Produkt eingeschmolzen werden. Es wurde daher ein völlig neues Aggregat entwickelt, um das Roheisensystem zu optimieren. Dabei handelt es sich um strombetriebene Einschmelzer, die mit den DR-Anlagen kombiniert werden. So erzeugen die Direktreduktionsanlagen mit Einschmelzer – genauso wie ein Hochofen – kontinuierlich ein flüssiges, dem konventionell erzeugten Roheisen vergleichbares Produkt.
In der Folge können die neuen Anlagen nahtlos in den bestehenden Hüttenverbund eingegliedert werden. Das hat den großen Vorteil, dass die bestehenden und erprobten Prozesse in den Duisburger Oxygen-Stahlwerken beibehalten werden können. Dort wird das flüssige Produkt zu den bewährten Stahlgüten weiterverarbeitet.
Die Hütte in Duisburg kocht also weiterhin Stahl wie bisher – nur eben mit Wasserstoff und grünem Strom statt mit Kohle. Machbarkeit, Skalierbarkeit und Innovationskraft dieses Konzepts wurden Anfang 2021 auch von Wissenschaftlern der RWTH Aachen in einer Studie im Auftrag von thyssenkrupp Steel bestätigt.
Auch mit dem Einsatz von Wasserstoff im Direktreduktionsverfahren betritt die Branche Neuland. Denn bislang werden die bereits in der Stahlproduktion eingesetzten DR-Anlagen mit Erdgas betrieben. thyssenkrupp Steel wird daher auf dem eigenen Gelände ein Stahl-Nachhaltigkeitszentrum aufbauen, wo Untersuchungen zum Einsatz wasserstoffreicher Gase in einer DR-Versuchsanlage durchgeführt werden. So können schon vor Inbetriebnahme der großen Anlage Fahrweise und Betriebspunkte optimiert werden.
CO2 nutzen: Projekt Carbon2Chem
Der zweite Technologiepfad, den thyssenkrupp Steel verfolgt, um bis 2045 klimaneutral zu werden, ist das Projekt Carbon2Chem®.
Auf einem Versuchsgelände nahe des Hüttenwerks bereitet das Unternehmen Prozessgase auf, die bei der Stahlproduktion anfallen, und verarbeitet sie weiter. Die Bundesregierung hat die erste Phase des Projekts ab 2016 mit mehr als 60 Mio. Euro gefördert. Seit 2020 läuft die zweite Phase, die von der Bundesregierung mit weiteren 75 Mio. Euro gefördert wird.
Mit dem parallelen Einsatz beider Verfahren – von Carbon2Chem® und dem Einblasen von Wasserstoff als Reduktionsmittel – kann thyssenkrupp die Emissionen auf der bestehenden Hochofenroute zukünftig deutlich reduzieren. Die Carbon2Chem®-Technologie ist auch für andere Industrien anwendbar. In der zweiten Projektphase soll unter anderem deren Eignung für den Einsatz in der Zementherstellung oder in Müllverbrennungsanlagen getestet werden.
Mehr Details und Hintergründe zum Förderprojekt Carbon2Chem®.
Aktuelles zur Klimatransformation
Kontakt
thyssenkrupp Steel Europe AG
Mark Stagge
Leiter Public & Media Relations
