Vom Eisenerz zum Stahl PRODUKTIONSPROZESSE Die Herstellung des Werkstoffs benötigt grundsätzlich viel Energie. Doch der Hochofenprozess (grau) belastet die Umwelt deutlich stärker als die Direktreduktion (grün), die derzeit von verschiedenen Unternehmen entwickelt wird.
CO₂
Kohlendioxid
O₂
Sauerstoff
1
2
Eisenerz-Pellets
Rohstahl
Roheisen
Kohle
Sauerstoff- konverter
Hochofen
3
Eisenerz-Pellets
Schrott
Sekundär- metallurgie
Ökostrom
Wasserstoff
H₂
O₂
3
Erdgas
Elektrolichtbogenofen
Eisenschwamm DRI
Elektrolyse
2
Wasser
Direktreduktions- anlage
Direktreduktion Hochofenprozess
H₂O
1
GRÜNER STAHL: 1 Die Eisenerz-Pellets werden in der Direktreduktionsanlage mithilfe von Erdgas auf etwa 1000 Grad Celsius erhitzt, bevor der umweltfreundlich per Ökostrom und Elektrolyse gewonnene Wasserstoff eingeleitet wird. Der reagiert mit dem im Eisenerz gebundenen Sauerstoff und wandelt dieses in Eisenschwamm um. Dabei entsteht statt CO₂ Wasser. Weil keine Kohle zum Erhitzen gebraucht wird, liegt der Koh- lenstoffgehalt des porösen Eisenschwamms wie vor der Ver arbeitung bei zwei Prozent und muss nicht verringert werden. 2 Der Eisenschwamm wird mit Stahlschrott in einem Elektro- lichtbogenofen bei bis zu 3500 Grad Celsius eingeschmolzen. Dabei werden Verunreinigungen wie Schwefel und Phosphor herausgelöst.
KONVENTIONELL: 1 Abwechselnd werden Eisenerz-Pellets und Koks schichtweise oben in den Hochofen gefördert. Bei Temperaturen von bis zu 2000 Grad Celsius entzieht der verbrennende Koks dem Erz Sauerstoff. Um aus dem harten, aber wenig elastischen Roheisen Stahl zu machen, muss dessen Kohlenstoffgehalt von 4,5 Prozent auf weniger als zwei Prozent verringert werden. 2 Im Konverter wird dem flüssigen Roheisen Stahlschrott bei gemischt, um weniger Roheisen verwenden zu müssen und die Eisenschmelze zu kühlen. Durch eine ausfahrbare Kupferlanze wird Sauerstoff auf die Schmelze geblasen. So setzt sich der überschüssige Kohlenstoff in einer Schlacke ab. Anschließend wird der Rohstahl abgestochen. 3 Der Rohstahl wird in der sogenannten Sekundärmetallurgie je nach gewünschten Eigenschaften veredelt, gegossen und schließlich in die gewünschte Form gewalzt.
3 Der Rohstahl wird wie jener aus dem Hochofen in der Sekundärmetallurgie veredelt, gegossen und gewalzt.
eine Alternative zum Hochofen. Sie fürchten, dass sich ihr Geschäft bald nicht mehr rechnen wird. Kaum eine Woche vergeht, ohne dass ein Stahl- hersteller ein neues Projekt vorstellt, wie aus einem der größten Umweltverschmutzer ein klimagerech- tes Vorzeigeunternehmen werden soll. »Früher hie- ßen die Optimierungskriterien immer Kosten oder Qualität. Heute kommt das CO₂ dazu«, sagt Wein- berg, »zwei der drei kriegen wir zusammen. Die Kosten gehören aktuell noch nicht dazu.«
Ihre größte Hoffnung setzt die Industrie in das kleinste aller Moleküle: Wasserstoff. Schon der Schriftsteller Jules Verne hatte Wasser als »Kohle der Zukunft« bezeichnet: In seine Bestandteile zerlegt, werde es einst auch Lokomotiven antreiben. 150 Jah- re später ist die Zukunft noch nicht zur Gegenwart geworden, der Wasserstoff aber verheißungsvoller: Er soll nun auch Schiffe und Flugzeuge antreiben, Chemiefabriken und Kraftwerke, einfach alles, was das Klima ins Wanken gebracht hat. Er soll die
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