Stahl ist und bleibt ein Schlüsselmaterial für den Übergang zu einer grüneren Zukunft. Die Dekarbonisierung des Herstellungsprozesses dieser wesentlichen Komponente für die Nutzung zahlreicher erneuerbarer Energiequellen ist daher von zentraler Bedeutung, um die CO2-Emissionen in den Lieferketten zu mindern.
Die Reduktion der Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) auf netto null bis Mitte des Jahrhunderts ist eine der grössten Herausforderungen unserer Zeit. Das Ausmass dieser Aufgabe ist beispiellos und betrifft alle wichtigen Bereiche der Gesellschaft. Es geht um nichts Geringeres als eine vollständige Umgestaltung der Art und Weise, wie wir Energie und Güter produzieren, transportieren und verbrauchen.
Die rasche Einführung von Technologien für saubere Energie und die Verbesserung der Energieeffizienz stehen im Zentrum der Netto-Null-Ziele, wie sie von der Internationalen Energieagentur (IEA) beschrieben werden. Nach diesen Plänen werden neue konventionelle Energieprojekte durch vermehrte Investitionen in saubere Energie obsolet. Einige Energieversorger sind allerdings der Auffassung, dass dieser Ansatz nicht der einzige Weg zur Umsetzung des Netto-Null-Ziels bis 2050 ist. Effizientere Technologien zur Emissionsreduktion, die Einführung nachhaltiger Energiequellen sowie Anpassungen des Energieverbrauchsmixes werden die Umstellung ebenfalls beeinflussen.
Stahl ist und bleibt in vielen Bereichen unverzichtbar.
Aktuell trägt die Stahlindustrie erheblich zu den globalen THG-Emissionen bei, insbesondere zum Ausstoss von Kohlendioxid (CO2). Die Produktion von Eisen und Stahl beruht auf kohlenstoffintensiven Brennstoffen wie Kohle und Erdgas, da zum Schmelzen des Rohmaterials sehr hohe Temperaturen erforderlich sind. Weil Stahl jedoch eine entscheidende Rolle bei der Energiewende spielt, arbeiten nachhaltige Energieversorger mit Produzenten zusammen, um kohlenstoffarmen Stahl zu entwickeln und so die Emissionen zu reduzieren.
Eine durchaus anspruchsvolle Aufgabe. Weltweit ist die durchschnittliche CO2-Emissionsintensität gestiegen, hauptsächlich aufgrund der wachsenden Stahlproduktion in China und Indien. Im Durchschnitt liegt die CO2-Emissionsintensität der weltweiten Rohstahlproduktion bei etwa 1.8 bis 2.0 Tonnen CO2 pro Tonne produziertem Stahl. Zum Vergleich: 85 durchschnittliche Benzinautos, die je 100 Kilometer fahren, produzieren zusammen rund eine Tonne CO2.
Die Emissionen in der Stahlindustrie hängen allerdings stark von der eingesetzten Technologie ab. Der Hochofen-Sauerstoff-Aufblaskonverter (BOF) ist die traditionelle Methode zur Erhitzung von Eisenerz in der Stahlherstellung. Dieses Verfahren verwendet hauptsächlich Kokskohle als Brennstoff und emittiert in der Regel etwa 2.0 Tonnen CO2 pro Tonne Stahl.
Das Elektrolichtbogenofen-Verfahren (EAF) nutzt Strom als Energiequelle, um hauptsächlich recycelten Stahlschrott zu schmelzen, was zu einer geringeren CO2-Bilanz führt als beim BOF-Verfahren. Die Emissionen liegen zwischen 0.4 und 0.7 Tonnen CO2 pro Tonne Stahl. Sie können sogar noch wesentlich tiefer liegen, wenn erneuerbare Energien zum Einsatz kommen.
Weltweit werden noch über 70 % des Stahls nach dem BOF-Verfahren hergestellt, die restlichen 30 % nach dem EAF-Verfahren. Die Aufteilung nach Regionen unterscheidet sich erheblich: China und Indien produzieren immer noch 90 % ihres Stahls im BOF-Verfahren. Viele Länder in Asien verfügen über grosse Eisenerz- und Kohlevorkommen, was das BOF-Verfahren in diesen Regionen wirtschaftlich rentabler macht. Im Nahen Osten gibt es reichlich und relativ günstiges Erdgas zur Stromerzeugung, wodurch das EAF-Verfahren wettbewerbsfähiger wird. In Afrika tragen die beträchtlichen Wasserkraftressourcen zur Attraktivität des EAF-Prozesses bei.
Um die ehrgeizigen THG-Reduktionsziele bis 2050 zu erreichen, werden in der Stahlindustrie mehrere vielversprechende Technologien zur Dekarbonisierung entwickelt. Dazu gehören:
Recycling und Kreislaufwirtschaft: Das Recycling von Stahlschrott in EAF-Werken erfordert weniger Energie und verursacht geringere CO2-Emissionen als die BOF-Stahlproduktion. Die Optimierung von Produktionsprozessen, die Verbesserung von Wärmerückgewinnungssystemen und der Einsatz fortschrittlicher Steuerungssysteme zur Minimierung von Energieverschwendung können ebenfalls zur Verringerung der Emissionen beitragen.
Diese Technologien befinden sich in unterschiedlichen Entwicklungsstadien, ihre breite Einführung erfordert jedoch weitere Forschung, Investitionen und politische Unterstützung.
Stahl spielt eine entscheidende Rolle bei der Energiewende. Er wird in grossem Umfang für den Bau von Infrastrukturen für erneuerbare Energien wie Windturbinen, Solaranlagen und Wasserkraftwerken verwendet. Stahl ist auch für die Übertragung und Verteilung von Elektrizität insbesondere über grosse Entfernungen unerlässlich und ist zudem ein Schlüsselelement bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen und Ladeinfrastruktur. Als Basismaterial wird er auch für den Bau von CCS- und Wasserstoffanlagen benötigt, einschliesslich Pipelines und Lagertanks.
Bis anhin wurde Stahl ausschliesslich als Teil des TGH-Emissionsproblems eingestuft. Er kann aber auch Teil der Lösung sein. Da viele Projekte im Bereich der erneuerbaren Energien derzeit ohne Stahl nicht möglich sind, ist es wichtig, die Stahlproduktion so rasch und so weit wie möglich zu dekarbonisieren. Die Stahlindustrie ist somit ein wichtiger und wachstumsträchtiger Teil der neuen grünen Wirtschaft.
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