Grüner Wasserstoff macht grünen Stahl möglich

Melden Sie sich an für Tägliche Nachrichten-Updates von CleanTechnica per E-Mail. Oder Folgen Sie uns auf Google News!

---

Früher galt die Stahlerzeugung als schwierig, wenn nicht gar unmöglich zu dekarbonisieren, da ein wichtiger Schritt im Prozess vollständig von Kohle oder Erdgas abhängig war. Nun, das war damals. Mit Unterstützung von grünem Wasserstoff entsteht in Schweden das weltweit erste und größte grüne Stahlwerk in Originalgröße. Damit müssen weltweit noch etwa 1.000 Stahlwerke dekarbonisiert werden, aber es ist zumindest ein Anfang.

Grüner Wasserstoff beruhigt den Kohlenstoffdämon von Steel

Es ist kein Geheimnis, dass Stahl ein Kohlenstoffdämon ist. Einer häufig zitierten Schätzung zufolge macht die Stahlproduktion aus 11 % aller Treibhausgasemissionen weltweit, teilweise weil Gas oder Kohle beteiligt sein müssen.

Es ist sicherlich nicht einfach, fossile Energie aus dieser Gleichung herauszunehmen. Aber es ist auch nicht unmöglich. Der Faktor, der dies ermöglicht, ist grüner Wasserstoff, also Wasserstoff, der in einer Elektrolyseanlage aus Wasser gepresst wird.

Die klebrige Pforte ist die Stromquelle für den Betrieb der Elektrolyseure. Unter dem Gesichtspunkt der Rettung des Planeten macht die Wasserelektrolyse keinen Sinn, wenn fossile Kraftwerke die Quelle sind. Mittlerweile stehen jedoch erneuerbare Ressourcen zur Verfügung. Da die Kosten für Wind- und Solarenergie weiter sinken, beginnen sich sowohl die wirtschaftlichen als auch die klimatischen Argumente für grünen Wasserstoff zu etablieren.

Grüner Wasserstoff für grünen Stahl

Der Zugriff auf Stahl durch fossile Energie erfolgt an verschiedenen Stellen auf dem Weg, insbesondere im DRI-Schritt (kurz für Direct Reduced Ironmaking), bei dem aus Eisenerz metallisches Eisen zusammen mit einem kohlenstoffreichen Gas hergestellt wird. Hier ist eine Erklärung von Weltstahlverband:

„Direktreduktion von Eisen ist die chemische Entfernung (Reduktion) von Sauerstoff aus Eisenerz in fester Form. Das im Stahlherstellungsprozess verwendete Eisen wird derzeit durch den Einsatz fossiler Ressourcen – Erdgas oder Kohle – chemisch aus Eisenerz reduziert.“

Der Ersatz von Gas und Kohle durch grünen Wasserstoff ist ein großer Schritt in die richtige Richtung, obwohl die WSA darauf hinweist, dass dies ein langer Weg sein wird. Im Jahr 2022, so stellen sie fest, stammen derzeit etwa 76 % der weltweiten Wasserstoffversorgung aus Erdgas und 23 % aus Kohle, wobei grüner Wasserstoff mit weniger als 0,1 % kaum eine Rolle spielt.

In einem Faktenblatt vom Juni 2022 berufen sie sich auf ein Modell der Internationalen Energieagentur, das davon ausgeht, dass bis 2050 nur 8 % der gesamten Stahlproduktion auf grünen Wasserstoff angewiesen sein werden, um Eisenerz zu reduzieren.

Ein großer Engpass ist die Verfügbarkeit erneuerbarer Energien zur Erzeugung des Stroms, der für völlig neue Elektrolyseurflotten benötigt wird. Die WSA stellt außerdem fest, dass am Wasserstoffübertragungsnetz noch einige Arbeiten erforderlich sind, bevor es in die A-Mannschaft gelangt.

„Weltweit gibt es heute fast 5.000 km Wasserstoffpipelines, verglichen mit rund 3 Millionen km Erdgastransportpipelines“, erklärt WSA. „Bestehende Hochdruck-Erdgastransportleitungen könnten in Zukunft auf die Lieferung von reinem Wasserstoff umgestellt werden, wenn sie nicht mehr für Erdgas verwendet werden. Ihre Eignung muss jedoch von Fall zu Fall beurteilt werden und hängt von der Art ab Stahl, der in der Pipeline verwendet wird, und die Reinheit des transportierten Wasserstoffs.“

„Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass dreimal mehr Volumen benötigt wird, um die gleiche Energiemenge wie Erdgas bereitzustellen“, fügen sie hinzu.

Die H2 Green Steel-Lösung

Stahlhersteller müssen jedoch nicht einfach nur auf grünen Wasserstoff warten. Sie können die Pipeline-Hürde überwinden, indem sie ihren eigenen grünen Wasserstoff vor Ort herstellen, und sie können Entwickler erneuerbarer Energien im Voraus bezahlen, um eine ausreichende Versorgung der Elektrolyseure mit sauberen Kilowatt sicherzustellen.

Das ist der Plan des Startups H2 Green Steel, das ein neues Werk baut „Der weltweit erste großtechnische grüne Stahl Werk in Nordschweden.“

H2 Green Steel hat seit der Inbetriebnahme im Jahr 2020 bereits Millionen für das neue Stahlwerk gesammelt. Die neueste Nachricht wurde am 22. Januar veröffentlicht, als das Unternehmen neue Finanzierungszuwächse ankündigte, darunter einen Zuschuss in Höhe von 250 Millionen Euro aus dem EU-Innovationsfonds, sodass sich die Gesamtsumme auf 6,5 Millionen Euro beläuft Milliarden oder etwa 7 Milliarden US-Dollar.

H2 Green schätzt, dass sein Stahl mit grünem Wasserstoff im Mix mit 95 % geringeren CO2-Emissionen im Vergleich zu koksbefeuerten Hochöfen produziert wird, was das Unternehmen dazu veranlasst, sich selbst als „Antrieb einer der größten Klimaschutzinitiativen weltweit“ zu bezeichnen.

„Der Bau des Flaggschiff-Grünstahlwerks in Boden mit integrierter Produktion von grünem Wasserstoff und grünem Eisen ist in vollem Gange“, stellen sie fest und planen, im Jahr 2025 zu beginnen.

„Ein großer Teil des benötigten Stroms wurde durch langfristige Stromabnahmeverträge gesichert, und die Hälfte der anfänglichen jährlichen Mengen von 2,5 Millionen Tonnen nahezu null Stahl wurde in verbindlichen Kundenverträgen mit einer Laufzeit von fünf bis sieben Jahren verkauft“, sagen sie hinzufügen.

Erneuerbare Energie ist es

Dieser Hinweis auf einen „großen Teil des Stroms“ klingt eher vage, aber in einer Zusammenfassung des Projekts im letzten Herbst stellte H2 Green klar, dass es sich dabei um erneuerbare Energien handelt. Hier ist die Erklärung des Unternehmens (zur besseren Lesbarkeit wurden Pausen hinzugefügt):

„Das Werk von H2 Green Steel in Boden, Schweden, wird das erste seiner Art sein, das die Produktion von grünem Wasserstoff, grünem Eisen und grünem Stahl in einem einzigen Fluss kombiniert und dabei während des gesamten Produktionsprozesses erneuerbaren Strom nutzt.

„Europas größter Elektrolyseur wird den im Direktreduktionsreaktorverfahren verwendeten Wasserstoff produzieren. Im Direktreduktionsschritt wird der Großteil der Emissionsreduzierung erreicht.

„Ein heißes Eisenschwammprodukt wird dann zusammen mit Stahlschrott durch einen Elektrolichtbogenofen zu einer homogenen Schmelze aus flüssigem Stahl verarbeitet und anschließend kontinuierlich gegossen, gewalzt und geläutert.“

Das Boden-Werk ist nur der Anfang. H2 Green plant bereits eine „exponentielle Beschleunigung seiner Dekarbonisierungswirkung“, wobei „neue Branchen, die grünen Wasserstoff nutzen“, eine große Rolle spielen.

Die exponentielle Roadmap

Apropos exponentiell: H2 Green ist Teil einer Initiative, die darauf abzielt, die Dekarbonisierung schwer zu dekarbonisierender Industrien zu beschleunigen Exponentielle Roadmap-Initiative. ERI wurde 2018 ins Leben gerufen und hat sein Netzwerk seitdem erweitert. Es bezeichnet sich selbst als „akkreditierter Partner des Race To Zero der hochrangigen UN-Klimawandel-Champions“ und Gründungspartner der 1,5°C Supply Chain Leaders und des SME Climate Hub .“

Das Ziel besteht darin, hochwirksame Klimalösungen zu erweitern und eine Lücke in den CO2-Bilanzierungssystemen zu schließen, die einige Clean-Tech-Startups im Regen stehen ließ.

„Etablierte Unternehmen können sich für ihre Geschäftstätigkeit ehrgeizige Ziele zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen setzen. Für ein industrielles Cleantech-Unternehmen, das einen Betrieb von Grund auf aufbaut, sind andere Ziele relevanter“, erklärt H2 Green. „Die Exponential Roadmap Initiative bietet einen Rahmen, in dem ein Cleantech-Unternehmen seinen Ehrgeiz und seine Fähigkeit, Klimalösungen exponentiell zu skalieren, überprüfen und überprüfen kann.“

Die Idee besteht darin, der Investorengemeinschaft solide, wissenschaftlich fundierte Leitlinien für Investitionen in neue, den Planeten rettende Technologien an die Hand zu geben. Bleiben Sie also auf dem Laufenden, um mehr darüber zu erfahren.

Folgen Sie mir @tinamcasey auf Bluesky, Threads, Post und LinkedIn

Bild: Die Produktion von grünem Wasserstoff vor Ort wird dazu beitragen, einen Engpass zu beheben die grüne Stahlindustrie (Mit freundlicher Genehmigung von H2 Green Steel).