Der Weg zum grünen Stahl führt über Wasserstoff

Die Rohstahlerzeugung wird durch zwei wesentliche Verfahrensrouten gekennzeichnet: durch den Weg vom „Eisenerz zum Stahl“ über die Reduktion und Direktreduktion der Eisenerze und durch den Weg vom „Schrott zum Stahl“. 

Die Herstellung von Eisen und die unterschiedlichen Prozesse der Stahlherstellung werden vorgestellt. Anhand des Eisen-Kohlenstoffdiagramms wird dargestellt, unter welchen Bedingungen sich die unterschiedlichen Gefügephasen von Stahl bilden. 

Während der Messe Metec Ende Juni in Düsseldorf zeichnete sich ab, dass bei der Direktreduktion von Eisenerz in Zukunft Wasserstoff genutzt werden wird. Die CO₂-Emissionen der Stahlproduktion können damit drastisch gesenkt werden.

Stähle und Stahlguss sind wegen ihrer Vielseitigkeit noch immer die wichtigsten Werkstoffe des Maschinenbaues. Ihre Eigenschaften lassen – in Verbindung mit der Wärmebehandlung – viele Kombinationen zwischen Festigkeit, Härte, Zähigkeit und plastischer Verformbarkeit zu.

Um die ambitionierten Ziele zur Reduktion des Kohlendioxid-Ausstosses zu erreichen, ist der Ausbau von Stromerzeugung aus regenerativen Energiequellen wie Windkraft und Photovoltaik ein wesentlicher Hebel. Da diese Energieträger sehr volatil sind, werden auch Systeme benötigt, die Stabilität innnerhalb der Stromnetze sichern und darüber hinaus Erzeugungsüberschüsse und Versorgungsengpässe vermeiden helfen. Groß-Elektrolyseure wandeln mittels regenerativem Strom Wasser in Wasserstoff um und sorgen dafür, dass große Energiemengen im Terawatt-Bereich für lange Zeiträume speicherbar werden.

The European and German steel industry is currently facing multiple challenges, politically, economically, and technologically. Despite a solid economic development over the last months, structural problems on global markets persist. They are rooted in Chinese over-capacities flooding international markets.

Hüttengas aus der Stahlproduktion als Rohstoffquelle für die chemische Industrie zu erschließen, ist Ziel des Verbundprojekts Carbon2Chem. Ein potenzielles Produkt ist Methanol – vielseitig nutzbar als Basischemikalie oder als synthetischer Kraftstoff.

Wasserstoff wird für die Energiewende unentbehrlich sein – als Speicher und als sektorübergreifender Brennstoff. Doch die Potenziale in Deutschland sind für nachhaltigen Wasserstoff begrenzt.

If fossil-fuel-based hydrogen is to contribute for the long-term to a low-carbon economy, then progress must be made in technologies that ensure that the associated carbon is not released to the atmosphere. There has for many years been interest in the potential for carbon capture and storage (CCS). 

Dargestellt wird das ökonomische Konzept des Klimaproblems als internationales Kollektivgut, das besondere Probleme der Bereitstellung mit sich bringt. Die vielen Länder der Welt, die in der UN sind und die Weltgemeinschaft ausmachen, könnten beim Kollektivgutproblem Klimaschutz scheitern, da die Anreize zu effizienter internationaler Kooperation niedrig sind. Dargestellt werden die Klimaausgangslage bei G20 sowie das grundlegende Klimaschutzproblem. Zudem wird die Institution des Handels mit Emissionszertifikaten dargestellt und auf die Thematik eingegangen, wie groß die Schadenshöhe einer Tonne CO2 in Westeuropa ist.