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Nachhaltige Stahlproduktion: Warum „grüner“ Stahl eine Chance ist

Nachhaltige Stahlproduktion : Warum „grüner“ Stahl eine Chance ist

Stahlproduktion und Nachhaltigkeit: Wie passt das zusammen? Gut, meint der RWTH-Professor Dieter Senk. Die technischen Voraussetzungen gibt es bereits. Die Umsetzung wird allerdings viel Geld kosten.

Dieter Senk leitet seit 20 Jahren den Lehrstuhl für Metallurgie von Eisen und Stahl an der RWTH Aachen. Wenn es um Rohstoffe und Verfahren zur Eisen- und Stahlherstellung geht, gibt es eigentlich keinen kompetenteren Ansprechpartner als den erfahrenen Eisenhütteningenieur.

Senk und sein Team richten das renommierte Aachener Stahlkolloquium aus. Das traditionelle Branchentreffen der stahlerzeugenden und -verarbeitenden Industrie und Experten aus der Forschung fand im September zum 35. Mal statt. Der Schwerpunkt war diesmal „Metallurgie für nachhaltigen Stahl“.

Ein wichtiges Thema für die Stahlhersteller, die seit eh und je mit Kokskohle arbeiten und deshalb einen gigantischen Ausstoß von Kohlendioxid verursachen. Die deutschen Stahlhersteller forschen daher seit einigen Jahren an verbesserten Verfahren – aber mit Koks als Grundlage kann es nur geringe Verbesserungen bei der CO2-Bilanz geben.

„Unsere Stahlindustrie ist überwiegend auf Koks ausgelegt“, erklärt Senk. Koks wird aus Kohle gewonnen. Unter Sauerstoffabschluss und hoher Hitze von 1000 Grad Celsius und mehr entweichen aus der Kohle flüchtige Gase. Der entstandene Koks enthält fast nur noch Kohlenstoff. Mit dem Rohgas aus der Verkokung produzieren die Hüttenwerke chemische Produkte und Brenngas.

Aus Koks, Eisenerz, Zuschlagstoffen und heißer Luft entsteht im Hochofen Stahlroheisen. Koks sorgt nicht nur für die Hitze, sondern auch für Kohlenmonoxid, das sich mit dem Sauerstoff des Eisenerzes verbindet. Zurück bleiben Stahl, Schlacke und viel Kohlendioxid. Bei der klassischen Hochofenroute entstehen bei der Herstellung von einer Tonne Stahl im Schnitt mehr als zwei Tonnen CO2. Die Stahlherstellung ist derzeit für etwa acht Prozent der weltweiten Kohlendioxid-Emissionen verantwortlich.

Rund ein Drittel aller Industrieemissionen stammen hierzulande aus den Hüttenwerken. Das soll sich ändern und daher müssen die drei Aufgaben der Kohle im Herstellungsprozess ersetzt werden. Und eben darum ging es beim diesjährigen Stahlkolloquium, denn die Stahlindustrie spielt eine Schlüsselrolle für den Klimaschutz.

„Wir werden zukünftig mehr Stahl aus Schrott herstellen“, glaubt der Aachener Professor. Durch das Einschmelzen von Schrott wird nur die Hälfte der Energie benötigt. „Aktuell ist Deutschland sogar Schrottexporteur. 40 Prozent des Stahls erzeugen wir aus Schrott und 60 Prozent aus Eisenerz. Die Erze stammen vor allem aus Südamerika und Australien.“ Aber allein mit mehr Recycling schaffen wir natürlich noch keine Klimaneutralität. „Wir brauchen Stahl aus erneuerbaren Energien“, fordert Senk.

Die technischen Voraussetzungen gebe es. Ein schwedisches Stahlunternehmen produziert bereits Stahl mit Hilfe von Wasserstoff. Die Pilotanlage in Schweden geht einen Schritt weiter als die Tests von Thyssen-Krupp, wo lediglich Wasserstoff in einem normalen Hochofen zugesetzt wird. Die Schweden stellen den Prozess um. Dort steht dem Produzenten allerdings mit Strom aus Wasserkraft ein nachhaltiger Energieträger zur Verfügung.

 „Stahl ist immer noch das beste, billigste und vielfältigste Material, das wir haben“: Dieter Senk, Professor für Metallurgie von Eisen und Stahl an der RWTH Aachen.
„Stahl ist immer noch das beste, billigste und vielfältigste Material, das wir haben“: Dieter Senk, Professor für Metallurgie von Eisen und Stahl an der RWTH Aachen. Foto: RWTH

Für eine regenerative Stahlproduktion müssten in Deutschland mehr als 12.000 neue Windräder aufgestellt werden – zusätzlich zu den bestehenden Anlagen. Da sieht Dieter Senk eher das Problem. „Was in der Stahlindustrie Richtung Nachhaltigkeit passiert, ist gewaltig“, betont er. „Aber wir brauchen Windräder und leistungsfähige Trassen, die den Strom zu den Produzenten bringt.“

Leider ist es allein mit weiteren Windrädern nicht getan: „Es braucht Milliardeninvestitionen für neue Aggregate in den deutschen Hüttenwerken“, so Senk. Für die technische Umstellung werden schätzungsweise 26 Milliarden Euro benötigt. „Das muss jemand bezahlen“, weiß der Experte. Seiner Ansicht nach ist der Stahl zu billig. „Wenn man den Preis verdoppeln kann, dann geht das ohne weiteres.“ Eine Limousine beispielsweise bestehe aus etwa einer halben Tonne Stahl, rechnet er vor. Sie würde durch die Verdoppelung des Stahlpreises nur etwa 500 Euro teurer.

Der Professor sieht in dem „grünen“ Stahl aber nicht nur die höheren Kosten, sondern erhebliche Chancen. „China produziert mehr als die Hälfte des weltweiten Stahls, etwa 900 Millionen Tonnen, vor allem auf modernsten Anlagen aus Deutschland.“ Wenn wir zukünftig Anlagen für grünen Stahl verkaufen können, wäre das ein riesiger Markt, weil alle umstellen und weltweit investiert wird. „Selbst China hat eingeschwenkt. Die sehen selbst, dass es nicht so weitergeht.“

Dass Stahl irgendwann seine Bedeutung verliert, glaubt Dieter Senk nicht. „Stahl ist immer noch das beste, billigste und vielfältigste Material, das wir haben.“ Jeder Kran, jeder Elektromotor und jeder Meter Eisenbahnstrecke brauche Stahl. Das macht den alten, modernen Werkstoff auch für die Energie- und Mobilitätswende unverzichtbar.