Stahlfertigung

Co2-neutrale Stahlproduktion: Wille aus Stahl

Die Co2-freie Stahlproduktion wird für Stahlkonzerne und Startups zum Spielfeld der Zukunft. Wie sich die Voestalpine positioniert.

Rund zwei Millionen Tonnen unter dem heutigen Wert sollen die Co2-Emissionen in den europäischen Presswerken von BMW im Jahr 2030 liegen. 

Zwei Ereignisse rüttelten die Stahlwelt zuletzt auf. Das Clean-tech-Startup Boston Metal schloss im Jänner eine Series-B-Finanzierungsrunde in Höhe von 50 Millionen US-Dollar ab. Eine Finanzspritze, die zur rechten Zeit kommen soll: Das Unternehmen will den Einsatz der eigenen Schmelzoxidelektrolyse (MOE)-Technologie zur Herstellung von emissionsfreiem Stahl etablieren. Mit dem frischen Geld von Piva Capital, BHP Ventures und Devonshire Investors will man nun aufs Tempo drücken. „Unsere Investoren erstrecken sich über die gesamte Stahl-Wertschöpfungskette, von den vorgelagerten Bergbau- und Eisenerzunternehmen bis hin zu den nachgelagerten Endkunden", gab Tadeu Carneiro, Chairman und CEO von Boston, zu Protokoll.

Aber auch der Linzer Stahlhersteller Voestalpine erreichte im Juni ein wichtiges Etappenziel: Für die Entwicklung seines großtechnisch realisierbaren Prozesses zur Unterstützung einer CO2-neutralen Stahlproduktion ohne den Einsatz von fossilem Kohlenstoff erhielten die Linzer das Schutzrecht vom Europäischen Patentamt. Das Patent gilt in allen wesentlichen stahlproduzierenden europäischen Ländern. Konkret umfasst das Patent die Herstellung von Eisenschwamm (DRI oder HBI) im Direktreduktionsprozess mittels grünem Wasserstoff und Biogas.

Feld der Zukunft 

Damit stoßen die beiden Unternehmen in ein Zukunftsfeld, mit dem man künftig nicht die Nische besetzen will: Um europäische Anforderungen zu erfüllen, muss die Industrie die CO2-Emissionen massiv dücken. Unter den OEM etwa geht BMW das Thema offensiv an. „Wir ermitteln in unserem Lieferantennetzwerk systematisch diejenigen Rohstoffe und Komponenten, die die höchsten CO2-Emissionen in der Herstellung haben", schildert Andreas Wendt, Vorstand für Einkauf und Lieferantennetzwerk. Stahl gehöre dazu, sei aber für die Automobilproduktion unentbehrlich. Selbst mit dem dynamischen Hochlauf der Elektromobilität bleibt Stahl ein wichtiger Konstruktionswerkstoff für die Karosserie und Komponenten.

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Die Presswerke der BMW Group in Europa verarbeiten pro Jahr mehr als eine halbe Million Tonnen Stahl. Deshalb sollen die CO2-Emissionen bis 2030 runter, sie sollen rund zwei Millionen Tonnen unter dem heutigen Wert liegen,“ sagt Wendt. Um dies zu erreichen, investierte der Ventures-Arm BMW i Ventures in jenes Verfahren zur CO2-freien Stahlherstellung  von Boston Metal. Das US-Startup will das neue Verfahren in den kommenden Jahren für die Stahlproduktion im industriellen Maßstab ausbauen. "Die Investition ist Teil der weitreichenden Nachhaltigkeitsaktivitäten der BMW Group mit dem Ziel, die CO2-Emissionen bereits im Lieferantennetzwerk deutlich zu reduzieren", heißt es bei BMW.

voestalpine, Konzernchef, Herbert, Eibensteiner © APA / HELMUT FOHRINGER

"Die Transformation gelingt nur in einer gemeinsamen Kraftanstrengung." 
Herbert Eibensteiner, Vorstandsvorsitzender Voestalpine


Bei der herkömmlichen Herstellung von Stahl entsteht in den Hochöfen Kohlendioxid. Boston Metal verwendet für seine neue Technologie Elektrizität, um über eine Elektrolysezelle Roheisen herzustellen, das später zu Stahl weiterverarbeitet wird. Wenn für diesen Prozess Strom aus erneuerbaren Energien eingesetzt wird, ist die Stahlproduktion CO2-frei. In den kommenden Jahren baut das junge Unternehmen Demonstrationsanlagen für sein Verfahren auf, um es so für die Verwendung im industriellen Maßstab weiterzuentwickeln.

Bei dem von der Voestalpine entwickelten Verfahren kommen grüner Wasserstoff und Biogas für die Direktreduktion zum Einsatz. Neben der CO2-Neutralität hat das Verfahren noch weitere Vorteile. So ermöglicht der biogene Kohlenstoff die Aufkohlung des Eisenschwamms für ein effizientes Einschmelzen in Elektrolichtbogenöfen. Das Unternehmen wird Lizenzen zum Patent des CO2-neutralen Vormaterials zur Stahlerzeugung vergeben und plant einen Know-how-Transfer mit den Lizenznehmern. 

"Eine weitere signifikante Reduktion der CO2-Emissionen ist nur auf Basis eines grundlegenden Technologiewandels möglich, heißt es bei der Voestalpine. Man arbeite "mit Hochdruck an technischen Szenarien, um die Dekarbonisierung der Stahlproduktion an den Standorten Linz und Donawitz weiter voranzutreiben". In einem nächsten Zwischenschritt können durch einen teilweisen Ersatz der bestehenden Hochofenroute durch eine Hybrid-Elektrostahlroute bis 2030 die CO2-Emissionen um ein Drittel reduziert werden. Dabei sind neben Schrott auch flüssiges Roheisen und Eisenschwamm („HBI“) die wichtigsten Vormaterialien für die zukünftige CO2-neutrale Herstellung hochqualitativen Stahls. 

Parallel forscht der voestalpine-Konzern intensiv an „Breakthrough-Technologien“ für die Stahlproduktion. Ziel: bis 2050 CO2-neutral Stahl zu produzieren. 

Zu den wichtigsten Forschungsprojekten zählen das EU-Leuchtturmprojekt H2FUTURE am Standort Linz zur Herstellung und Nutzung von „grünem“ Wasserstoff im großindustriellen Maßstab sowie am Standort Donawitz die Versuchsanlagen zur CO2–neutralen Stahlerzeugung durch Direktreduktion von Erzen mittels Wasserstoff. Letztlich werde die Transformation der europäischen Stahlindustrie "nur in einer gemeinsamen Kraftanstrengung gelingen", sagt Herbert Eibensteiner, Vorstandsvorsitzender der Voestalpine.