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Wasserstoff-Pyrolyse Einsatz von türkisem Wasserstoff: Stahlerzeugung soll grüner werden

| Redakteur: MA Alexander Stark

Das integrierte Hüttenwerk im niedersächsischen Salzgitter soll mit in Mitteldeutschland produziertem türkisem Wasserstoff versorgt werden. Das sehen die gemeinsamen Pläne des Stahlherstellers Salzgitter und Unternehmensverbunds VNG vor. Ob diese Pläne sich auch wirtschaftlich realisieren lassen, wird nun in einer Machbarkeitsstudie untersucht.

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Salzgitter und VNG kooperieren im Bereich Grüne Gase.
Salzgitter und VNG kooperieren im Bereich Grüne Gase.
(Bild: VNG)

Leipzig; Salzgitter – Die beiden Unternehmen VNG und Salzgitter wollen gemeinsam den Einsatz von klimaneutralem Wasserstoff und Biomethan für die Stahlherstellung im Werk von Salzgitter Flachstahl im niedersächsischen Salzgitter prüfen. Hierüber wurde kürzlich eine Absichtserklärung unterzeichnet. In einem ersten Schritt wurde zunächst die Wirtschaftlichkeit mittels einer Machbarkeitsstudie bewertet, die gemeinsam mit der Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG sowie dem Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI durchgeführt wurde. Im Fokus stand dabei der mögliche Einsatz des Pyrolyseverfahrens für die Wasserstofferzeugung.

Auf Basis der untersuchten Szenarien können die Gestehungskosten des Wasserstoffs aus dem Pyrolyseverfahren gegenüber der Elektrolyse wettbewerbsfähig sein, erklärte Prof. Mario Ragwitz, der die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie (IEG) mit Sitz in Cottbus leitet. Das Verfahren kann Ragwitz zufolge einen Beitrag dazu leisten, emissionsarmen Wasserstoff bereit zu stellen. Voraussetzung sei jedoch, dass die technologischen Herausforderungen der Pyrolyse zeitnah gelöst, gute Verwendungsmöglichkeiten für den anfallenden Kohlenstoff gefunden und Methan-Emissionen entlang der gesamten Prozesskette nachvollziehbar begrenzt würden.

Untersucht wurde die Wirtschaftlichkeit des großindustriellen Einsatzes des Pyrolyseverfahrens unter Berücksichtigung verschiedener politischer Rahmenbedingungen und notwendiger Investitionen für die Pyrolyseanlage, die Transportwege und die Nutzung eines Speichers. Die Szenarien unterschieden sich in einer Variation des CO2-, Strom- und Gaspreises sowie der Biogasnutzung. Zudem wurde ein Vergleich zur reinen Erdgasnutzung oder dem Einsatz des Elektrolyseverfahrens für die Wasserstoffherstellung mit in Deutschland produziertem Strom gezogen. Ferner spielte auch die Einbettung Salzgitters in ein zukünftiges Wasserstoffnetz eine Rolle.

Die Untersuchung habe gezeigt, dass die Versorgung des Standortes Salzgitter mit grünen Gasen trotz des zu erwartenden hohen Bedarfs an Wasserstoff technisch und wirtschaftlich möglich sei, sagte Cornelia Müller-Pagel, die bei VNG mit Hauptsitz in Leipzig den Bereich „Grüne Gase“ leitet. Mit Blick auf die Wirtschaftlichkeit bräuchte es beim Aufbau der Wasserstoffwirtschaft jedoch kurz- und mittelfristig eine noch stärkere Technologieoffenheit, auch bei der Förderpolitik. Neben grünem Wasserstoff sollte nach den Worten von Müller-Pagel künftig auch blauer und türkiser Wasserstoff eine gleichberechtigte Rolle spielen. Um die unterschiedlichen Herstellungsmethoden von Wasserstoff künftig besser hinsichtlich ihrer Umweltverträglichkeit vergleichen zu können, plädiert Müller-Pagel zudem für ein möglichst einheitliches Monitoring- und Zertifizierungssystem, das in der gesamten EU zum Einsatz kommen sollte.

Die Prüfung des künftigen Einsatzes von Wasserstoff in der Produktion geht bei Salzgitter einher mit der Analyse moderner Methoden und Verfahrenstechniken, um den CO2-Ausstoß signifikant zu reduzieren: Unter dem Projektnamen Salcos (Salzgitter Low CO2 Steelmaking) wurde bereits 2015 ein Konzept zur Dekarbonisierung der Stahlherstellung entwickelt. Erste Umsetzungsschritte dieses Konzeptes sind die im Aufbau befindliche PEM-Elektrolyse mit einer Leistung von 2,5 Megawatt und ein Hochtemperatur-Elektrolyseur mit 720 Kilowatt Leistung auf dem Werksgelände, um den derzeitigen Wasserstoffbedarf für Glühprozesse intern zu decken, sowie der Errichtung von sieben Windkraftanlagen.

Dr. Alexander Redenius von Salzgitter sieht in der Umstellung auf eine dekarbonisierte Stahlerzeugung eine große Herausforderung. Der internationale Wettbewerbsdruck und die enormen Transformationskosten würden eine staatliche Unterstützung unabdingbar machen, so Redenius. Zudem plädiert er für eine schrittweise Transformation der konventionellen Stahlerzeugungsroute. Kurzfristig könnten durch den Einsatz von Erdgas in einem neu zu bauenden Direktreduktionsaggregat bereits CO2-Einsparungen von über 60 % im Vergleich zur konventionellen Route erzielt werden. Mittels einer schrittweisen Wasserstoffbeimischung bis zu 100 % könne der Stahl nahezu CO2-neutral hergestellt werden. Das kann nach Auffassung von Redenius Hand-in-Hand mit dem Aufbau von Erzeugungskapazitäten für grünen und türkisen Wasserstoff geschehen.

Die Partner wollen jetzt in einem Nachfolgeprojekt weitere mögliche Schritte definieren und damit die Grundlage für die gemeinsame Umsetzung der Projektidee schaffen.

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