Stahlproduktion mit Wasserstoff: Erzreduktion im Industriemaßstab gelungen

In Namibia ist dem Konsortium SuSteelAG der erste Praxistest im industriellen Maßstab gelungen, um Eisenerz – auch niedrigerer Qualität – klimaneutral zu direkt reduziertem Eisen zu verarbeiten. Das meldet die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), die das Projekt leitet.

Das internationale Projekt SuSteelAG (Sustainable Steel from Australia and Germany), das von Australien, Deutschland und Namibia vorangetrieben wird, entwickelt unter Koordination der BAM ein Direktreduktionsverfahren auf Wasserstoffbasis. Damit soll die Stahlindustrie dekarbonisiert werden, die rund sieben Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen verursacht.

Eisenerz mit niedrigem Eisenanteil

Einer der Knackpunkte laut BAM: Bisher ist die klimaneutrale Stahlproduktion nur mit Premiumerzen möglich, die einen hohen Eisenanteil von rund 70 Prozent besitzen. Diese Erze seien weltweit allerdings knapp und entsprechend teuer. Zudem müsse dabei ein Schachtofen zum Einsatz kommen, der wiederum eine kosten- und energieintensive Vorbehandlung des Erzes zu Pellets erforderlich mache. Das Verfahren, das in Namibia zum Einsatz kommt, kann erstmals auch niedrigere Erzqualitäten nutzbar machen und soll damit eine breitere Rohstoffbasis für die grüne Stahlproduktion erschließen.

So soll es in Namibia am Standort Oshivela nun Anfang April gelungen sein, in einem elektrisch betriebenen Wasserstoff‑Drehrohrofen 80 Tonnen australisches Eisenerz klimaneutral zu direkt reduziertem Eisen zu verarbeiten. Das nicht vorbehandelte australische Eisenerz hatte einen vergleichsweise geringen Eisenanteil von rund 56 Prozent. Es wurde mit einem Durchsatz von rund fünf Tonnen pro Stunde zu Eisen veredelt.

Christian Adam (BAM), Koordinator des internationalen Konsortiums SuSteelAG erklärt hierzu: „Wir haben damit erstmals eine Größenordnung erreicht, die für die industrielle Produktion interessant ist, und bewiesen, dass die wasserstoffbasierte Direktreduktion von Erzen niedriger Qualität wirtschaftlich betrieben werden kann – ein Schlüssel, um grüne Stahlproduktion auch in Deutschland zu beschleunigen. Es droht damit auch kein Engpass bei der klimaneutralen Stahlproduktion aufgrund der knappen Verfügbarkeit von Premiumerzen.“

Im nächsten Schritt soll das in Namibia veredelte Eisen nach Deutschland verschifft und von der Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH untersucht werden. Perspektivisch soll mit dem veredelten Eisen klimafreundlicher Stahl für Autos und andere Produkte produziert werden. Zudem wird die RWTH Aachen (Lehr- und Forschungsgebiet Technologien zur Aufbereitung mineralischer Rohstoffe – AMR) untersuchen, wie sich australische Erze mit niedrigerem Eisengehalt für die Direktreduktion weiter optimieren lassen.

Beteiligte und Förderer

Der Wasserstoff-Drehrohrofen in Namibia wird vom Projektpartner HyIron Green Technologies betrieben. Entwicklung und Aufbau sollen maßgeblich auf den deutschen Industrieofenbauer TS Elino GmbH zurückgehen. Das Eisenerz wurde von dem australischen Minen- und Technologiekonzern Fortescue geliefert, der ebenfalls Teil von SuSteelAG ist. Am Konsortium SuSteelAG sind neben der HyIron GmbH zudem das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST, das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, die Heidelberg Manufacturing Deutschland GmbH und HANSAPORT beteiligt. Gefördert wird SuSteelAG vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) im 7. Energieforschungsprogramm mit rund 4,5 Mio. Euro. Der Drehrohrofen von HyIron Green Technologies in Namibia entstand mit Unterstützung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE).

(kbe)