tkH2Steel® – unser Weg zur klimaneutralen Stahlproduktion
tkH2Steel® – unser Weg zur klimaneutralen Stahlproduktion
thyssenkrupp Steel transformiert seine Stahlproduktion und löst im ersten Schritt einen kohlebasierten Hochofen durch eine perspektivisch mit grünem Wasserstoff betriebene Direktreduktionsanlage ab.
Dieses Transformationsprogramm, von dem der Klimaschutz sowie unser Unternehmen und die Region gleichermaßen profitieren, wird von der Bundesregierung und dem Land Nordrhein-Westfalen gefördert und heißt tkH2Steel®.
Mit tkH2Steel hat der richtungsweisende Umbau unserer Roheisen- und Stahlerzeugung begonnen. Mit dem Konzept ebnen wir der grünen Transformation des Industriestandorts Deutschland als Enabler den Weg und leisten einen wichtigen Beitrag zur Dekarbonisierung Europas.
Dr.-Ing. Marie Jaroni, CEO thyssenkrupp Steel Europe AG
Unser Ziel: Klimaneutralität bis 2045
Unser Anspruch ist klar: Spätestens 2045 soll die Transformation zur klimaneutralen Stahlproduktion abgeschlossen sein. Der Weg zur Netto Null beim Treibhausgas CO2 führt über eines der größten Investitionsvorhaben zur Dekarbonisierung der europäischen Industrie: dem Bau einer hochmodernen Direktreduktionsanlage (DR-Anlage) am Standort Duisburg, mit der wir die kohlebasierte Roheisenproduktion herunterfahren und einen klassischen Hochofen ersetzen. Bereits mit der ersten Ausbaustufe erreichen wir damit eine große Hebelwirkung: Bis zu 3,5 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr können dank der neuen DR-Anlage beim Betrieb mit Wasserstoff eingespart werden. Das ist ein zentraler Schritt auf dem Weg zur klimaneutralen Produktion.
Unsere Lösung: Direktreduktion mit Einschmelzern
Herzstück des Konzepts ist eine wasserstofffähige DR-Anlage mit zwei strombetriebenen Einschmelzern, die am Standort Duisburg eine klimaschonendere Stahlproduktion möglich machen:
In der Direktreduktionsanlage wird Eisenerz reduziert – perspektivisch mit Wasserstoff. Es entsteht DRI (Direct Reduced Iron/Eisenschwamm).
Anschließend wird das DRI in Einschmelzern mit Strom zu flüssigem Roheisen weiterverarbeitet.
Dieses Roheisen wird in die bestehenden Oxygen Stahlwerke integriert und dort zu den bewährten Stahlgüten weiterverarbeitet.
Weitere Vorteile der neuen DR-Anlage:
Hot Link: das direkte Einschmelzen des noch heißen Vormaterials spart Energie.
Zero Waste Ansatz: die im Produktionsprozess übriggebliebene Schlacke kann zu Hüttensand verarbeitet und beispielsweise in der Zementindustrie genutzt werden.
Wichtig für die Übergangsphase: Zum geplanten Start der DR-Anlage wird grüner Wasserstoff aller Voraussicht nach nicht verfügbar sein. Daher ist die Anlage so ausgelegt, dass sie auch mit Erdgas anlaufen kann – als Brückentechnologie, bis der Hochlauf von Wasserstoff und Infrastruktur die vollständige Umstellung ermöglicht.
Ein wichtiger Schritt für die Transformation der Stahlindustrie: Bau der ersten wasserstoffbasierten Direktreduktionsanlage am Standort Duisburg mit einer Kapazität von 2,5 Millionen Tonnen direkt reduziertem Eisen (DRI) und einer jährlichen Einsparung von bis zu 3,5 Millionen Tonnen CO2.
Errichtung der Anlage auf EPC-Basis (Entwicklung, Beschaffung und Bau) durch die SMS group.
Pellet- und Rohmateriallager
Im Pellet- und Rohmateriallager der Direktreduktionsanlage wird der wesentliche Rohstoff für den Direktreduktionsprozess gelagert: Eisenerz in Form von Pellets. Das Lager ist so konzipiert, dass es eine kontinuierliche Versorgung der Anlage gewährleistet, um einen reibungslosen Betrieb des Direktreduktionsprozesses sicherzustellen.
Direktreduktionsanlage
Der Direktreduktionsturm ist das zentrale Aggregat einer CO2-ärmeren Stahlproduktionsanlage, die die herkömmlichen Hochofenprozesse ersetzt. In diesem Turm erfolgt die Direktreduktion des Eisens aus Eisenerz mithilfe von Reduktionsgasen wie Wasserstoff (H2). Das Ergebnis ist festes, kugelförmiges Eisen, das vor der Weiterverarbeitung im Stahlwerk in den Einschmelzern verflüssigt wird.
Reformer
Das für die Reduktion benötigte Prozessgas wird im Reformer erzeugt.
Aus einer variierbaren Mischung von Wasserstoff, Erdgas und Prozessgasen wird unter hohen Temperaturen das Reduktionsgas reformiert.
Einschmelzer
Der Einschmelzer, auch bekannt als Submerged Arc Furnace (SAF), zeichnet sich dadurch aus, dass er einen Schmelzprozess verwendet, bei dem das Metall offen in einem Bad geschmolzen wird – im Gegensatz zu geschlossenen Schmelzöfen wie dem Elektrolichtbogenofen (EAF). Der SAF ermöglicht eine effiziente Schmelze, wodurch er eine wichtige Rolle in der Metallurgie spielt.
Gießhalle und Roheisenabtransport
Die Gießhalle ist der Bereich, in dem das flüssige Roheisen aus dem Einschmelzer in sogenannte Transportpfannen gegossen wird, die wiederum zur Weiterverarbeitung in das Oxygenstahlwerk gefahren werden.
Schlackengranulierung
Die Schlackengranulierung ist ein Verfahren, das in der Stahlindustrie eingesetzt wird, um die bei der Stahlherstellung entstehende Schlacke zu verarbeiten. Dabei wird die heiße flüssige Schlacke schnell abgekühlt und granuliert. Der so erzeugte Hüttensand kann in der Zementindustrie als wertvoller Rohstoff benutzt werden.
Unser Anspruch: Klimaschutz und Produktqualität
Premiumstahl von thyssenkrupp Steel bleibt auch in den kommenden Jahrzehnten ein unverzichtbarer Basiswerkstoff – für Energie und Mobilitätswende, für Infrastruktur, Maschinenbau, Bau und viele weitere Anwendungen. Entscheidend für uns ist es, diese Wertschöpfung im Sinne des Klimaschutzes künftig mit deutlich geringerer CO2 Intensität zu ermöglichen – bei gleichbleibend hoher Produktqualität.
Unser Versprechen: Starker Motor für die Wasserstoffökonomie
Klimaneutrale Stahlproduktion im Ruhrgebiet
So gigantisch der Umbau unserer Roheisenherstellung ist, so riesig ist künftig auch der Bedarf an klimaneutralem Wasserstoff von thyssenkrupp Steel. Die DR-Anlage wird alle zwei Stunden mehr Wasserstoff benötigen, als beispielsweise in den Oberhausener Gasometer passen. Als einer der bedeutendsten Abnehmer in der Zukunft beschleunigt thyssenkrupp Steel so den Hochlauf der Wasserstoffökonomie.
Von nah und fern: Fahrplan für die H2-Versorgung
Zur Absicherung der künftigen Nah- und Fernversorgung mit grünem Wasserstoff und Strom steht thyssenkrupp Steel im Austausch mit möglichen Projektpartnern. Außerdem soll Duisburg nach derzeitiger Lage schon frühzeitig an das nationale Wasserstoffnetz angeschlossen werden. Die geplante Wasserstoffleitung zwischen Dorsten und dem Duisburger Stadtteil Hamborn (Projekt DoHa) sichert den Anschluss an ein überregionales H2-Netz. Weitere Anschlüsse an derzeit geplante große Leistungsprojekte, z. B. mit Anbindung nach Rotterdam, sind ebenfalls vorgesehen.
Wenn Sie Fragen zu unserer Wasserstoffversorgung haben, kontaktieren Sie uns bitte per E-Mail: [email protected].
Mit dem Projekt „tkH2Steel“ wird thyssenkrupp Steel zu einem wichtigen Motor der europäischen Wasserstoffwirtschaft und somit zum Ankerpunkt für Investitionen in den raschen Aufbau einer grenzübergreifenden Wasserstoffinfrastruktur.
Dr.-Ing. Marco Richrath, COO thyssenkrupp Steel Europe AG
Unsere Produkte: bluemint® Steel
Für eine erfolgreiche grünen Transformation brauchen unsere Kundinnen und Kunden verlässliche, nachvollziehbare Verbesserungen in der CO2 Bilanz – ohne Abstriche bei Güten, Verarbeitung oder Verfügbarkeit.
bluemint® Steel ist schon heute unsere Marke für CO2 reduzierten Stahl, der perspektivisch auch in der wasserstoffbasierten DR-Anlage produziert wird. Bereits seit mehreren Jahren können Kunden mit bluemint® Steel ihren CO2 Fußabdruck bilanziell reduzieren – unter anderem durch alternative Einsatzstoffe im Hochofen.
Für zusätzliche Verbindlichkeit und Transparenz orientieren wir uns an globalen Standards:
thyssenkrupp Steel bekennt sich zum Pariser Klimaschutzabkommen und seinen klaren Zielen bis hin zur Klimaneutralität.
thyssenkrupp Steel ist Mitglied bei ResponsibleSteel®® (seit Februar 2022) mit einem unabhängigen Zertifizierungsansatz, der ökologische und soziale Aspekte entlang der Wertschöpfungskette betrachtet.
thyssenkrupp Steel hat seine Klimaziele auf Basis der wissenschaftlich fundierten Leitlinien der „Science Based Targets initiative“ (SBTi) validieren lassen.
Ambitionierte Klimaziele im Rahmen von tkH2Steel®.
Mit unserer Klimastrategie bekennen wir uns zum Pariser Klimaschutzabkommen von 2015 und übernehmen gesellschaftliche Verantwortung. Spätestens im Jahr 2045 soll unsere Stahlproduktion vollständig klimaneutral erfolgen. In einem ersten Zwischenziel bis zum Jahr 2030 wollen wir unsere Emissionen aus Produktion und Prozessen im eigenen Unternehmen (Scope 1) sowie die Emissionen aus dem Bezug von Energie (Scope 2) gegenüber dem Referenzjahr 2018 um mehr als 30 Prozent senken. Weitere Daten & Fakten zu unserer Klimastrategie finden Sie hier.