Wasserstoff statt Kohle So weit sind die Pläne für grünen Stahl

Es ist die Mammutaufgabe schlechthin für den Klimaschutz: Mithilfe von Wasserstoff soll die Stahlindustrie CO2-neutral werden. Manche Firmen sind der Branche schon weit voraus, doch alle haben noch viel vor sich.
Warten auf Wasserstoff: Thyssenkrupp-Chefin Martina Merz

Warten auf Wasserstoff: Thyssenkrupp-Chefin Martina Merz

Foto: Jonas Güttler / dpa

Henrik Henriksson (51) hat sich eine der größten und ungewöhnlichsten Aufgaben gesucht, die ein Industriemanager haben kann: ein neues Stahlunternehmen. In Europa. Im Jahr 2021. Seit Mai führt der bisherige Chef von Volkswagens Lkw-Tochter Scania die neu gegründete Firma H2 Green Steel (H2GS), die in Nordschweden die alte Industrie neu erfinden will.

"H2GS wird den Wandel beschleunigen und schwedischen Stahl weltberühmt machen, nicht bloß wegen seiner Qualität, sondern auch als den grünsten Stahl der Welt", prahlt Henriksson. Zu diesem Zweck plant er nahe Luleå ein komplett neues Stahlwerk, das Wasserstoff statt Kokskohle verbrennt und Wasser statt CO2 ausstößt. Den enormen Strombedarf, laut McKinsey ein Fünftel des aktuellen Verbrauchs von ganz Schweden, will H2GS komplett aus erneuerbaren Quellen decken. Mitte kommenden Jahres soll der Bau der über einen Kilometer ausgestreckten Anlage beginnen, 2024 die Produktion starten und 2030 eine Kapazität von fünf Millionen Tonnen Stahl pro Jahr erreicht werden. Das entspricht der heutigen schwedischen Gesamtproduktion. Schon die Gigawattanlage für die Elektrolyse grünen Wasserstoffs überträfe die aktuellen Rekordhalter der Branche um den Faktor 100.

Die ersten 105 Millionen Dollar Eigenkapital hat Henriksson für sein Multimilliardenprojekt beisammen. Großaktionär ist der Risikokapitalfonds Vargas Holding, der H2GS ins Leben rief und auch hinter dem Batteriezellfabrikanten Northvolt steht. Daneben versammeln sich etliche Promiinvestoren, darunter Scania, Mercedes-Benz, die Exor-Holding der Fiat-Dynastie Agnelli , Cristina Stenbeck oder Daniel Ek.

"Das bringt dreimal so viel, wie alle Autos stillzulegen"

Und ganz in der Nähe arbeitet ein weiteres Konsortium namens Hybrit an derselben Aufgabe, um die besonderen Standortvorteile in Lappland und die staatliche Rückendeckung zu nutzen: Dem schwedischen Staat gehören Vattenfall als Lieferant des grünen Stroms und Wasserstoffs sowie der Bergbaukonzern LKAB, der in der Nähe Eisenerz fördert. Der Stahlkonzern SSAB soll daraus die Zukunft schmieden. Bereits im August 2020 konnte Ministerpräsident Stefan Löfven (63) eine Pilotanlage für "fossilfreien Stahl" einweihen.

Erste Proben davon dürften noch in diesem Jahr an Kunden gehen, 2026 die Produktion im industriellen Maßstab auf den Markt kommen und bis 2030 eine Kapazität von 2,7 Millionen Tonnen Eisenschwamm erreichen – Rohstoff für Stahlproduktion in Elektrolichtbogenöfen, klassische Hochöfen würden dann gar nicht mehr gebraucht. Ein Jahrzehnt später werde SSAB dann klimaneutral. "Wenn wir fertig sind, reduzieren wir die Emissionen unserer Kunden um 35 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr", meint LKAB-Chef Jan Moström. "Das bringt dreimal so viel, wie alle Autos in Schweden stillzulegen."

Thyssenkrupps seltene Hoffnung auf Wachstum

Die Schweden sind weit voraus, aber praktisch die ganze Branche setzt jetzt auf Wasserstoff. Der größte deutsche Stahlkonzern Thyssenkrupp sieht darin die Rettung im Existenzkampf  – nicht nur wegen der dafür erhofften staatlichen Fördergelder. Konzernchefin Martina Merz (58) hat jüngst auch die Sparte für den Chemieanlagenbau von der Verkaufsliste gestrichen, weil sie in ihrem Unternehmen endlich mal wieder Wachstumspotenzial entdeckt hat: Die Aufträge für Elektrolyseure der Thyssenkrupp-Tochter Uhde, um anderen bei der Produktion grünen Wasserstoffs zu helfen, dürften sich vervielfachen.

Stolz ist das Unternehmen darauf, im November 2019 "als erstes Unternehmen weltweit Wasserstoff in einen laufenden Hochofen" eingeblasen zu haben. Doch das war nur die erste Versuchsphase, in diesem Februar abgeschlossen, an einer der 28 Blasformen des Hochofens 9 im Duisburger Stahlwerk. Die zweite Phase ist für das kommende Jahr geplant, dafür muss schon ein Anschluss an Wasserstoff-Pipelines her.

Laut Thyssenkrupp ließe sich durch den Ersatz von Kohlenstaub bis zu einem Fünftel der CO2-Emissionen einsparen. Doch das hängt davon ab, wie der Wasserstoff erzeugt wird. Die norwegische Stiftung Bellona schätzt , dass "grauer Wasserstoff" aus dem Netz von Thyssenkrupp-Lieferant Air Liquide die Emissionen minimal senken würde. Elektrolyse mit Strom aus dem deutschen Netz könnte sie sogar um ein gutes Drittel erhöhen.

Deshalb stehen auf dem Weg zum Klimaziel auch für Thyssenkrupp noch etliche Megainvestitionen an, zuerst in eine Direktreduktionsanlage, um ab 2024 ganz kohlefrei produzieren zu können, dann auch in die Massenproduktion von grünem Wasserstoff.

Wie soll sich das lohnen?

Etliche Fragen sind noch offen, vor allem zur wirtschaftlichen Logik. Wie soll sich der teure Wasserstoff lohnen? Lassen sich höhere Stahlpreise bei Endkunden durchsetzen? Kommt ein Klimazoll, um globale Billigkonkurrenz auszuschalten? Müssen die Stahlhersteller zeitgleich wachsende Finanzlöcher wegen der steigenden CO2-Börsenpreise füllen? Und vor allem: Woher kommt das Geld für all die neue Technik?

Thyssenkrupp hat, wie die anderen großen deutschen Hersteller auch, im Mai Zusagen des Bundes aus einem acht Milliarden Euro großen Fördertopf für Wasserstoffinvestitionen bekommen. Anfang 2022 soll auf EU-Ebene entschieden werden, welche Projekte im Gemeinschaftsinteresse weiterverfolgt werden.

Die meisten kommen vom Branchenführer Arcelormittal. In Hamburg wird bis 2023 eine Demonstrationsanlage gebaut, anfangs mit grauem Wasserstoff betrieben. In Bremen will der Konzern 2026 in den Großbetrieb gehen, dann auch gleich mit grünem Wasserstoff. Erste Mengen zertifizierten "grünen Stahls" hat Arcelormittal bereits verkauft. Doch für dieses Siegel reichte schon die Hybridtechnik, in französischen und spanischen Hochöfen zusätzlich zur Kokskohle wasserstoffhaltiges Gas zu verfeuern und damit die Emissionen zu senken.

Salzgitter als Vorreiter der Dekarbonisierung

Sicherheitshalber setzt auch Salzgitter auf Anlagen, die sich flexibel mit Wasserstoff und Erdgas betreiben lassen. Mitte Mai war Spatenstich für die Demonstrationsanlage für 2,5 Tonnen direkt reduziertes Eisen pro Tag, die im ersten Halbjahr 2022 starten soll. Immerhin hat das niedersächsische Unternehmen für seinen grünen Anspruch bereits weithin sichtbar sieben Windkraftanlagen auf dem Werksgelände eingeweiht, die bald mit 30 Megawatt einen der größten Elektrolyseure für grünen Wasserstoff antreiben sollen.

Chef Heinz Jörg Fuhrmann (64) sieht seinen Konzern als "Vorreiter der Dekarbonisierung der Stahlindustrie". In wenigen Jahren habe man auch die Voraussetzungen, um die Technik in weitaus größerem Maßstab einzusetzen.

Milliarden allein für die Zwischenlösung

Der österreichische Stahlkonzern Voestalpine hat bereits einen Elektrolyseur im Werk Linz in Betrieb, gebaut von Siemens, in Partnerschaft mit dem Stromlieferanten Verbund. Wegen der üppigen Wasserkraft aus den Alpen kommen die Bedingungen denen in Schweden schon recht nahe. Den Sprung auf Wasserstoffproduktion im großen Stil macht Voestalpine-Chef Herbert Eibensteiner (57) aber von weiteren staatlichen Subventionen abhängig.

Um kurzfristig die Emissionen zu senken, will er Hochöfen durch Elektrolichtbogenöfen ersetzen – eine etablierte Methode, die Stahlschrott statt Eisenerz als Ausgangsstoff nimmt und ohne Kohle auskommt. Die Ironie der Geschichte: Das moderne, seit den 50er-Jahren durchgesetzte Hochofenverfahren trägt den Beinamen Linz-Donawitz für die Voestalpine-Standorte, wo es entwickelt wurde. Der Haken an der Alternative: Um den Stahlbedarf beispielsweise für Windkraftanlagen oder Elektromotoren zu decken, reicht Recycling bei Weitem nicht aus. Außerdem schätzt Eibensteiner den Investitionsbedarf allein für diese Umstellung auf eine Milliarde Euro.

Der Pionier lässt auf sich warten

Ein Vorreiter war bislang auch Tata Steel. Im Werk IJmuiden nahe Amsterdam wurde eine Anlage mit einem neuen Verfahren namens Hisarna bereits in den Hochofenprozess integriert. Dieses war als einziges aus den frühen europäischen Initiativen für CO2-sparsame Stahlindustrie übrig geblieben, manager magazin hat die Fortschritte 2015 besichtigt.

Die Technik senkt die Emissionen um ein Fünftel, mithilfe von Wasserstoff ließe sich theoretisch auch daraus noch viel mehr erreichen. Praktisch setzt Tata darauf, CO2 abzuscheiden und zu lagern oder weiterzuverwenden. Doch auch hier lassen Fortschritte auf sich warten, zwischendurch war Tata mit der geplatzten Thyssen-Fusion beschäftigt. So wurde nichts aus der bis 2020 angekündigten Hisarna-Großanlage in IJmuiden. Stattdessen könnte sie bis 2030 bei Tata in Indien entstehen. Doch auch dieses Vorhaben ist bisher nur eine Absichtserklärung.

ak
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