Die Stahlproduktion ist eine der CO2-intensivsten Industrien weltweit. Kein Wunder, wird doch zur Stahlproduktion größtenteils immer noch fossile Energie verwendet. Im österreichischen Unternehmen Voestalpine forscht man seit längerem an der Frage, wie eine zukünftige Stahlproduktion aussehen kann, die ohne CO2-Emissionen auskommt. Ein Symposium an der Montan-Uni Leoben hat sich eine ganze Woche lang diesen Fragen gewidmet und interessante Antworten gefunden. Denn geforscht wird an diesem Thema bereits eine ganze Weile.
Wasserstoff als Lösung?
Im Zuge eines Projekts zur CO2-Verringerung in der Stahlproduktion wurde in den vergangenen dreieinhalb Jahren eine Pilotanlage für die Stahlherstellung mittels Wasserstoffs entwickelt.
Um zu verstehen, worum es genau geht, ein kurzer Ausflug in die Stahlherstellung: Eisenerz ist chemisch betrachtet eine Eisen-Sauerstoff-Verbindung. In der Roheisen- und Stahlfertigung gilt es, den Sauerstoffanteil herauszulösen. Im Hochofen wird das Eisenerz mittels Kohlenstoff aufgeschmolzen. Dabei entsteht Kohlenmonoxid, das sich mit dem Sauerstoff des Erzes zu Kohlendioxid verbindet.
Im dem neuen Reaktor wird der Sauerstoff ohne den Einsatz fossiler Energieträger entzogen, da kein fossiler Energieträger zum Einsatz kommt, entsteht auch kein Kohlenmonoxid und somit kein Kohlendioxid.
Die neue Anlage funktioniert nach dem Prinzip des Lichtbogens. Es wird ein Gemisch aus Wasserstoff und gemahlenem Eisenerz zugeführt, das Wasserstoffplasma, das im Lichtbogen entsteht, reduziert diese Mischung. Wasserstoff und Sauerstoff verbinden sich zu Wasserdampf, das reine Eisen bleibt übrig. Eine genauere Erklärung dieses Vorganges gibt es im Interview mit Projektleiter Alexander Rimser.
Umrüstung 2035?
Die Herausforderung des Verfahrens liegt in den extrem hohen Temperaturen im Reaktor. Dieser muss 2500 Grad standhalten können. Im Vergleich dazu betragen die Temperaturen in herkömmlichen Hochöfen nur 1600 Grad.
Obwohl der Versuch bereits über Laborbedingungen hinausgewachsen ist, wird es noch eine Weile dauern, bis Stahl tatsächlich auf diese Weise hergestellt wird. Ein Umbau der Stahlindustrie wird von den Projektpartnern erst ab dem Jahr 2035 erwartet.
Weiterführende Links: