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Technologie: Mit Wasserstoff zu sauberem Stahl

Wenn Wasserstoff als Allheilmittel für Klimaneutralität gepriesen wird, lohnt es sich, genau hinzuschauen. In der Stahlbranche könnte das Gas allerdings tatsächlich viel bewirken.
Im Stahlwerk von ThyssenKrupp
Weltweit wurden im Jahr 2022 rund 1,9 Milliarden Tonnen Stahl hergestellt.

Der weiß glühende Strom aus flüssigem Eisen reißt nie ab. Tag und Nacht fließt das Metall in einem Stahlwerk in Nordschweden aus einem Loch am Boden eines gewaltigen, 90 Meter hohen Hochofens. Oben aus dem Ofen schießt ebenso unablässig Kohlenstoffdioxid heraus.

Das Gas entsteht beim Verbrennen der Kohle, die den Hochofen antreibt. Mit jeder Tonne Eisen, die zu Stahl verarbeitet wird, bilden sich in diesem Ofen 1,6 Tonnen Kohlenstoffdioxid (CO2), erzählt Martin Pei, Cheftechnologe beim schwedischen Unternehmen SSAB, dem das Werk hier in Luleå gehört. Weltweit arbeiten Hunderte ähnlicher Hochöfen, die meisten davon stoßen sogar mehr Treibhausgas aus. Auf dem Weg vom Eisenerz zum Stahl verbrauchen noch weitere Arbeitsschritte viel Energie, und so gehen rund sieben Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen auf das Konto der Stahlerzeugung. Nach einigen Schätzungen ist das vergleichbar mit dem Ausstoß aller Personenkraftwagen der Welt zusammengenommen.

Doch nur wenige hundert Meter entfernt von dem Ofen in Luleå steht ein kleinerer, der ebenfalls Stahl produziert und dabei deutlich weniger Kohlenstoffdioxid freisetzt. Statt mit Kohle arbeitet diese Pilottechnologie mit Wasserstoff, statt CO2 entweicht Wasserdampf. »Das ist die neue Art der Stahlherstellung, mit der wir im Prinzip das gesamte Kohlenstoffdioxid eliminieren können«, sagt Pei.

Stahl mit Hilfe von Wasserstoff zu erzeugen, das geht nicht komplett ohne Umweltbeeinträchtigung: Während mancher Schritte wird immer noch CO2 freigesetzt, außerdem muss das Eisenerz nach wie vor abgebaut werden. Dennoch hat das Werk an diesem Standort 2021 den weltweit ersten »grünen Stahl« fabriziert. Der Wasserstoff wurde mit Hilfe CO2-armen Stroms aus Wasserkraft, Kernkraft und Windkraft gewonnen, von dem in Schweden reichlich vorhanden ist. Die Pilotanlage gehört dem Joint Venture HYBRIT. SSAB hat das Unternehmen 2016 mit dem schwedischen Energieversorger Vattenfall und dem Bergbauunternehmen LKAB gegründet, das hoch im Norden Schwedens hauptsächlich Eisenerz abbaut.

Klimaneutralen Stahl zu erzeugen ist nur eine von vielen Möglichkeiten, wie Wasserstoff helfen soll, die Weltwirtschaft zu dekarbonisieren …

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  • Quellen

International Energy Agency:World energy outlook 2022. IEA 2022

Jenkins, J. D. et al.:Getting to zero carbon emissions in the electric power sector. Joule 2, 2018

National Engineering Policy Centre:The role of hydrogen in a net zero energy system. Royal academy of engineering, 2022

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