31.10.22 – Dekarbonisierung
CO2 im Hochofen recyceln
Deutschland ist der größte Stahlhersteller der EU. Rund ein Drittel des von der Industrie in Deutschland ausgestoßenen Kohlendioxids entsteht in Hochöfen. Nun ist eine alternative Prozessroute in Sicht, die fast kein CO2 entstehen lässt. Sie wird aber erst in etlichen Jahren vollständig etabliert sein.
Ein Konzept zur Stahlerzeugung, bei dem entstehendes CO2 im Prozess recycelt werden kann, soll im Forschungsprojekt „Nucowin“ entwickelt werden. © Thyssenkrupp Steel
In den kommenden Jahrzehnten stellen die großen Stahlkonzerne auf Direktreduktionsanlagen um, die zunächst mit Erdgas und später mit Wasserstoff betrieben werden. Dabei wird Eisenerz mithilfe von Wasserstoff zu Eisen reduziert. Das anschließende Einschmelzen funktioniert mit regenerativ hergestelltem Strom. Die dabei entstehenden CO2-Emissionen sind mit circa 30 kg pro Tonne Rohstahl zu vernachlässigen. Doch es wird noch Jahrzehnte dauern, bis die entsprechende Infrastruktur – von der Wasserstofferzeugung bis zur überwiegend CO2-freien Stromerzeugung – komplett steht.
In der Übergangsphase entsteht bei der Direktreduktion hochreines CO2 als Nebenprodukt, das in Hochöfen wiederverwendet werden soll, denn in den nächsten 20 bis 30 Jahren wird es ein Nebeneinander des klassischen und des neuen Verfahrens geben.
Industrietauglichkeit ermöglichen
Ingenieure der Universität Duisburg-Essen (UDE) entwickeln daher zusammen mit Thyssenkrupp Steel Europe und der TU Clausthal ein Konzept, wie entstehendes CO2 schon kurzfristig direkt im Prozess recycelt werden kann. Ziel des Projekts „Nucowin“ ist es, die grundsätzlichen Fragen der Prozess- und Anlagentechnik zur Umsetzung in den industriellen Maßstab zu beantworten.
„Die große Herausforderung liegt darin, innerhalb der Transformation in der Stahlindustrie, aber auch in anderen industriellen Bereichen wirtschaftliche Prozesse zu entwickeln, die kein CO2 mehr in die Atmosphäre abgeben“, betont Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Rüdiger Deike vom UDE-Institut für Technologien der Metalle. „Dazu sollte man verstehen: Aufgrund ihrer hohen Energiedichte werden Kohlenstoffverbindungen weiterhin unverzichtbar sein, das CO2 bleibt aber im Kreislauf.“
Innerhalb des Förderprogramms „Klimpro: Vermeidung von klimarelevanten Prozessemissionen in der Industrie“ fördert das Bundesforschungsministerium das kürzlich gestartete Projekt für drei Jahre mit insgesamt 1,2 Millionen Euro.
Universität Duisburg-Essen
Institut für Technologien der Metalle
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