Die Herstellung von Stahl aus Kohle und Eisenerz ist seit dem Anfang der Industrialisierung eine Basis unseres Wirtschaftens. Denn der Werkstoff steckt in vielen Produkten: Haushaltsgeräte, Autos, Maschinen oder Gebäude. Allerdings entsteht bei der herkömmlichen Herstellung von Stahl im Hochofen eine Menge CO2, weswegen die Stahlindustrie beispielsweise in Deutschland gleich hinter der Energiebranche der zweitgrößte Verursacher von CO2-Emissionen ist.
Die gute Nachricht ist allerdings, dass Stahl grundsätzlich nahezu CO2-neutral hergestellt werden kann und dann statt klimaschädlichem CO2 völlig unschädliches Wasser entsteht. Mit dem Verfahren kennt sich der Ingenieur Alexander Redenius aus, der bei der Salzgitter AG forscht:
"Bei der heutigen Stahlherstellung im Hochofenprozess setzen wir Kohlenstoff ein, da fungiert der Kohlenstoff als Reaktionspartner, mit dem Sauerstoff vom Eisenerz, dabei entsteht natürlich Kohlenstoff plus Sauerstoff CO2. Wenn man zukünftig den Kohlenstoff ersetzt durch Wasserstoff, dann wird sozusagen der Wasserstoff der Reaktionspartner von dem Sauerstoff sein und wenn Wasserstoff mit Sauerstoff reagiert, reagiert er zu H2O also Wasser."
Stahlerzeuger gehen unterschiedliche Wege
Chemisch ist es also möglich Rohstahl auf klimaunschädliche Art und Weise herzustellen. Bei der Salzgitter AG und auch bei anderen Stahlerzeugern wie ThyssenKrupp oder ArcelorMittal wird an der praktischen Umsetzung gearbeitet. Dabei werden unterschiedliche Konzepte verfolgt.
Die Salzgitter AG will gleich die Entstehung von CO2 unterbinden. Die drei Hochöfen sollen langfristig ersetzt werden. Der Rohstahl soll künftig in sogenannten Direkt-Reduktionsanlagen erzeugt und dann in einem Elektrolichtbogen weiterverarbeitet werden. Zunächst soll einer der drei Hochöfen auf dem Gelände ersetzt werden und die Anlage mit einem Mix aus 65 Prozent Erdgas und 35 Prozent Wasserstoff betrieben werden. Schon dies würde den CO2-Ausstoß erheblich senken.
Langfristig soll dann nur noch Wasserstoff eingesetzt werden, für dessen Herstellung jedoch eine große Menge Strom benötigt werden würde. "Wenn man es ein bisschen zusammenfassen würde, reden wir über eine schrittweise Elektrifizierung der Stahlherstellung, das ist sozusagen der grundlegende Ansatz."
Stahlbauer sehen sich durch den Green Deal der EU-Kommission bestärkt
Käme der Strom dafür aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonne, Wind und Wasser könnte man nahezu grünen Stahl herstellen. Denn die klimaschädlichen Emissionen an CO2 können durch ein solches Verfahren gegenüber der traditionellen Hochofenroute um 97 Prozent gesenkt werden, heißt es in einer Studie der Denkfabrik Agora, die von der Bundesregierung eingesetzt ist. Allerdings entstünde ein gigantischer Bedarf an erneuerbarer Energie.
Ein von ArcelorMittal geführtes Konsortium arbeitet an der Entwicklung einer Pilotanlage zur Eisenelektrolyse nach dem sogenannten Electro-Winning-Verfahren. Dabei werden Eisenerze bei einer Temperatur von 110 °C in einer Natronlauge zu Eisen reduziert und anschließend im Lichtbogenofen zu Rohstahl geschmolzen, wobei kein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel benötigt wird. Auch dieses Verfahren könnte bei der ausschließlichen Nutzung von erneuerbarem Strom prinzipiell CO2-frei sein.
Thyssen-Krupp arbeitet ebenfalls an Verfahren für die grüne Stahlherstellung. Zudem aber auch an einem Verfahren, bei dem die bisherigen Anlagen weitgehend erhalten bleiben können: Wasserstoff soll in den Hochofen eingeblasen und so ein Teil der Kokskohle ersetzt werden. So lässt sich bereits bis zu einem Viertel der CO2-Emissionen einsparen. Bestärkt sehen sich die Stahlbauer durch den Green Deal der EU-Kommission. EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen sagte bei dessen Vorstellung:
"Wenn wir es richtig machen, dann können wir zeigen, dass die Veränderung mit einem Technologiewandel, der CO2-arm ist, eine Chance bedeutet für unsere Wirtschaft, die innovativ ist."
Branche fordert staatliche Unterstützung bei der Umstellung
Ohne staatliche Hilfe wird es eine grüne Stahlindustrie in Europa jedoch kaum geben. Daraus macht die Branche keinen Hehl, die durch die billigere Konkurrenz aus China ohnehin gebeutelt ist. Hochwertigen Stahl können heute einige Länder herstellen. Eine Perspektive für die europäischen Hersteller könnte hier durchaus grüner Stahl darstellen. Aber dafür müsste die EU einen Markt dafür schaffen, etwa indem sie Quoten für die Verwendung grünen Stahls vorgeben oder durch Zölle verhindern würde, dass klimaschädlich hergestellter günstigerer Stahl den grünen Stahl verdrängt. Denn grüner Stahl wäre deutlich teurer, sagt Alexander Redenius:
"Wir reden von 100 bis 200 Euro die Tonne Rohstahl, die wir an höheren Kosten ansetzen würden für die erste Ausbaustufe, wo wir sozusagen mit Erdgas und Wasserstoff arbeiten."
Schon dadurch stiege der Preis für eine Tonne Rohstahl um 30 bis 60 Prozent. Die Stahlabnehmer würden rechnen. Für den Endverbraucher wären die Preissteigerungen jedoch moderat, glaubt Entwickler Alexander Redenius:
"Wenn ich überlege: ein Fahrzeug, Golfklasse, ist ja schnell bei 20.000, 25.000 Euro oder eher noch da drüber. Wenn man reden würde von 100 maximal 200 Euro, dann ist ja zumindest der Anteil auf den Gesamtfahrzeugpreis, fast schon zu vernachlässigen. Wenn ich mir mal anschaue eine Waschmaschine, wo auch Stahlbleche Eingang finden, sind es ein paar Euro, wenn überhaupt."
Bislang waren die hohen Kosten im Weg
Die Stahlhersteller wünschen sich zudem staatliche Hilfen bei dem Bau der neuen Anlagen. Bei Salzgitter machen sie kein Geheimnis daraus, dass sie die notwendigen hohen Investitionen nicht alleine stemmen können.
"Wir müssen natürlich ermöglicht werden, diese Transformation zu starten, das ist Schritt eins, da sind hohe Investitionskosten notwendig. Die weitere Herausforderung ist, dass wir auch höhere Kosten in der Produktion haben, höhere Betriebskosten. Ist halt die Frage, haben wir lange genug Atem, um das sozusagen so lange aufrecht zu erhalten, bis dann auch die anderen Länder außerhalb Europas diesen gleichen Standard dann auch wahrgenommen haben."
Bislang scheiterten die alternativen Ansätze wegen der höheren Kosten. Aber in Zeiten, in denen neu über Industriepolitik nachgedacht wird, könnte grüner Stahl vielleicht doch eine Chance erhalten.
