STAHL + TECHNIK 11 2019 Leseprobe

30 | STATEMENT
Eisenerzpellets werden im Hamburger
Werk mit aus Erdgas gewonnenem
Wasserstoff zu Eisenschwamm reduziert
(Foto: ArcelorMittal)
wir dabei zunächst durch Druckwechseladsorption
(DWA) aus dem Restgas
unserer DRI-Bestandsanlage. Dieser
Wasserstoff hat eine Reinheit von über
95 %. Da er noch aus Erdgas stammt,
bezeichnen wir ihn als „grauen Wasserstoff“
und erproben damit den Betrieb
der Anlage. Bei der Nutzung von Wasserstoff
als Reduktionsmittel bleibt als
Nebenprodukt nur noch Wasserdampf,
es werden keine Kohlendioxidemissionen
freigesetzt.
Initiative H 2 H
Mit der „Initiative H 2 H“ testet Arcelor-
Mittal die Produktionsabläufe in einem
industriellen Umfang, um die Prozesse mit
Wasserstoff marktreif zu machen. Dabei
gibt es viel zu tun: Der genaue Aufbau der
Anlage und der Wirkungsgrad müssen
getestet werden. Ebenso, ob die Umstellung
Auswirkungen auf die Qualität des
Eisenschwamms hat und ob es zu Veränderungen
beim Einschmelzverhalten des
Eisenschwammes kommt. Das Element
Wasserstoff hat andere chemische Eigenschaften
als Erdgas, die bei der Umsetzung
berücksichtigt werden müssen. Die
Pläne sind in der Theorie ausgereift und
werden jetzt dem Praxistest unterzogen,
um die neuen Verfahren auszureifen und
marktfähig zu machen.
Betriebswirtschaftlich rentabel ist der
Einsatz von grünem Wasserstoff in der
Stahlherstellung momentan allerdings
noch nicht. Nachhaltig erzeugter Wasserstoff
ist derzeit nicht in größeren Mengen
verfügbar, auch wenn seine Bedeutung in
vielen Branchen und für Projekte im industriellen
Maßstab stark gestiegen ist. Das
Bundeswirtschaftsministerium setzt sich
ebenfalls für die Nutzung und Erforschung
von Wasserstofftechnologien ein und
sieht hier viel Potenzial für die Einhaltung
der Klimaziele. Doch noch ist grüner Wasserstoff
nicht in ausreichender Menge verfügbar.
Daher nutzen wir momentan den
grauen Wasserstoff, dessen Kohlendioxidbilanz
nicht so günstig ausfällt wie bei grünem
Wasserstoff, der mit Strom aus
erneuerbarer Energie per Elektrolyse
erzeugt wird. Die Herstellung von ausreichend
Wasserstoff aus regenerativen
Energien wird noch seine Zeit brauchen.
Kann der graue Wasserstoff durch grünen
ersetzt werden, wird es in Zukunft aber
möglich sein, Stahl fast emissionsfrei zu
produzieren. Voraussetzung dafür ist
jedoch, dass ausreichend grüner Wasserstoff
zu wettbewerbsfähigen Preisen zur
Verfügung steht.
Dieser grüne Wasserstoff könnte mit
Offshore-Windkraftanlagen an der Küste
produziert werden. Die fünf Bundesländer
Hamburg, Bremen, Niedersachsen, Schleswig-Holstein
und Mecklenburg-Vorpommern
bezeichneten sich selbst in ihrem
Eckpunktepapier zu einer Norddeutschen
Wasserstoffstrategie als „prädestinierte
Region“. Die regenerative Energie könnte
noch in Küstennähe per Elektrolyse in Wasserstoff
umgewandelt und so einfacher
weitertransportiert werden. Dies wäre
jedoch ein Projekt größeren Ausmaßes.
Die Stahlproduktion ist energieintensiv.
Eine Umstellung auf Wasserstoff reduziert
zwar die Emissionen deutlich, nicht jedoch
den grundsätzlichen Energiebedarf. Der
Strom für die Elektrolyse kommt sogar
noch hinzu. Damit dieser Strom zuverlässig
mit Windkraft erzeugt werden kann,
bräuchte ArcelorMittal Hamburg rund 175
große Windräder mit einer Leistung von
850 MW. Der Elektrolichtbogenofen benötigt
zusätzlich in etwa die gleiche Menge
Energie wie die Stadt Kiel. So wird deutlich,
wie entscheidend die Strompreise bei
dieser Frage sind.
Neben den fehlenden Windkraftanlagen
sind auch die Strom- und insbesondere die
Wasserstoffinfrastruktur noch nicht auf
einem Niveau, mit welchem die Stahlindustrie
konsequent auf nachhaltig erzeugte
Energie umstellen könnte. Dies sind nur
einige Beispiele für die vielen Fragen und
Herausforderungen, die bestehen bleiben.
Forschung ist wichtig, um mit der Zeit zu
gehen und zukunftsfähige Herstellungsverfahren
zu entwickeln. Die hohen Strompreise
treiben die CO 2 -Vermeidungskosten
jedoch so stark in die Höhe, dass modernere
Verfahren betriebswirtschaftlich
momentan nicht rentabel eingesetzt werden
können. Hinzu kommen die hohen
Investitionen in alternative Produktionsprozesse
– das Volumen für die Demonstrationsanlage
in Hamburg liegt bei 65 Mio. €.
Diese Mehrfachbelastungen in Kombination
mit immer strengeren Auflagen, wie
den aktuellen Beschlüssen des Klimakabinetts
zum europäischen Emissionsrechtehandel,
setzen die Unternehmen in der
Stahlindustrie zusätzlich unter Druck.
Die Transformation innerhalb der Stahlindustrie
ist theoretisch möglich. Wie sie
sich in der Realität gestalten wird, definieren
nicht zuletzt die politischen Rahmenbedingungen.
Wenn Sektorenkopplung
und der Ausbau der erneuerbaren Energien
nicht gleichermaßen aktiv angegangen und
umgesetzt werden, muss die Branche hinter
ihren Möglichkeiten zurückbleiben.
ArcelorMittal arbeitet fortlaufend daran,
nachhaltiger zu produzieren und investiert
viel in moderne Anlagen, Verfahren und die
Forschung daran. Fehlende politische
Unterstützung kann die Handlungsmöglichkeiten
für Unternehmen in diesem Bereich
einschränken. Dies wäre auch dem Ideenwettbewerb
„Reallabore der Energiewende“
des Bundeswirtschaftsministeriums
nicht zuträglich, der ein Mehr an Forschung
und Investitionen erreichen will. Es wäre
sehr zu bedauern, wenn der Elan und die
Initiativen der Industrie ausgebremst würden.
ArcelorMittal ist entschlossen, seinen
Beitrag zur Umsetzung des internationalen
Klimaabkommens zu leisten. Mit einer soliden
Wasserstoffinfrastruktur und bezahlbarem
regenerativ erzeugten Strom ist eine
grünere Zukunft nur eine Frage der Zeit.
Arcelor Mittal Hamburg geht mit dem Bau
der Demonstrationsanlage für Stahl mit
Wasserstoff voran. Doch die Ziele der
Pariser Klimaschutzkonferenz einzuhalten,
ist eine Gemeinschaftsaufgabe, zu der alle
Akteure ihren Beitrag leisten müssen.
STAHL + TECHNIK 1 (2019) Nr. 11