Obwohl die Stahlproduktion seit der Industriellen Revolution mit Kohle betrieben wurde, vollzieht die Stahlindustrie, wie auch andere Industrien, einen Übergang zu einer Zukunft mit deutlich geringeren Emissionen von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen. Die Bedingungen dieses Übergangs sind jedoch unklar, und manchmal werden unterschiedliche Ausdrücke austauschbar verwendet, und manchmal kann dasselbe Wort in einer „Ich denke“ und „Du denkst“ Situation verwendet werden.

Zum Beispiel ist der gebräuchliche „Grünstahl“ für manche Menschen ein Marketingbegriff ohne Definition oder Umfang und kann nach Belieben verwendet werden.

Andere wiederum glauben, dass „Grünstahl“ ein zertifizierter Begriff ist, der den gesamten Umfang der nachhaltigen Entwicklung abdeckt. Obwohl beide etwas extrem sind, wie „grün“ kann „Grünstahl“ genannt werden? Ist der „Grünstahl“, über den ich spreche, derselbe wie der „saubere Stahl“ oder „Null-Kohlenstoff-Stahl“, über den Sie sprechen? Wo ist die Trennlinie zwischen „Netto-Null-Kohlenstoff-Stahl“, „Null-Kohlenstoff-Stahl“ und „kohlenstoffarmem Stahl“?
Wenn diese Mehrdeutigkeiten nicht gelöst werden, ist es nicht schwer vorstellbar, wohin die Diskussion führen wird. Um mehr Klarheit über die von uns diskutierten Themen zu schaffen, standardisiert worldsteel die Bedeutung einiger Begriffe.

„Kohlenstoffarmer Stahl“

Im Jahr 2021, während der meiste Stahl noch mit fossilen Brennstoffen als Reduktionsmittel hergestellt wird, verfügen viele Unternehmen über Technologien, die die Kohlenstoffemissionen aus den Kernstahlherstellungsprozessen erheblich reduzieren können, oder entwickeln diese, was eine neue Palette von Stahlprodukten darstellt – Stahl mit geringen Kohlenstoffemissionen. Zum Beispiel:

ThyssenKrupp und Nippon Steel haben eine Reihe von Tests zur Verwendung von Wasserstoff in Hochöfen gestartet, um die CO2-Emissionen aus der Stahlproduktion erheblich zu reduzieren.

Emirates Steel in den Vereinigten Arabischen Emiraten fängt jährlich 800.000 Tonnen CO2 aus mit CO2 angereichertem Kohlegas auf, das in seinen Eisenerzwerken produziert wird, und injiziert es dann in ausgereifte Ölfelder zur dauerhaften Speicherung.

Hesteel Group, ein führendes Stahlunternehmen in China, baut ein Demonstrationsprojekt für hydrometallurgisch direkt reduziertes Eisen mit einer Kapazität von 1,2 Millionen Tonnen pro Jahr. Das Projekt wird grüne und blaue Wasserstofftechnologien nutzen, um eine Route mit Null-Kohlenstoff-Emissionen für Stahlherstellungsprozesse zu erforschen.

ArcelorMittal baut eine große Anlage in Gent, Belgien, um Stahlwerksabgase in Ethanol umzuwandeln, das eine breite Palette von Anwendungen hat, einschließlich synthetischer Kraftstoffe. Im Jahr 2018 nahm Chinas Shougang Group ebenfalls eine ähnliche kommerzielle Anlage in Betrieb, die im ersten Jahr 30 Millionen Liter Ethanol zum Verkauf produzierte.

Das kleine Stahlwerk von Nucor Steel in Missouri, USA, ist das erste Stahlwerk in den Vereinigten Staaten, das Windenergie als Energiequelle nutzt. Das Werk ist ein Kooperationsprojekt zwischen Nucor Steel und dem lokalen Energieversorger und wird das Stahlwerk nach Erreichen einer Stromabnahmevereinbarung mit Strom versorgen.

Evraz Group's Rocky Mountain Steel Unternehmen in Colorado, USA, stellt von Kohle auf Solarenergie um. Es wird die größte On-Site-Solaranlage des Landes sein, die einem einzigen Kunden gewidmet ist.

Brasiliens Green Steel Company verwendet 100 % Holzkohle zur Herstellung von kohlenstoffarmen Stahlprodukten.

Tata Steel entwickelt neue Schmelz- und Verhüttungstechnologien durch das HIsarna-Projekt. Die HIsarna-Technologie kann Eisen ohne Koksöfen oder Sinteranlagen produzieren und erzeugt mit CO2 angereichertes Kohlegas, das sich perfekt für CCS-Technologien eignet.
Der mit diesen neuen Technologien hergestellte Stahl kann als kohlenstoffarmer Stahl betrachtet werden, obwohl „kohlenstoffarm“ heute möglicherweise nicht dasselbe bedeutet wie „kohlenstoffarm“ im Jahr 2050, da sich Vorschriften, gesellschaftliche Erwartungen und Technologien dramatisch ändern. Es gibt verschiedene Bezeichnungen für diese neuen Generationen von Stählen in der Industrie und verwandten Organisationen, die unten aufgeführt sind. Die World Steel Association bevorzugt die Verwendung von „kohlenstoffarmem Stahl“, da wir ihn für intuitiver und klarer halten, ähnlich wie „kohlenstoffarme Elektrizität“.

„Grünstahl“

Zurück zur eingangs gestellten Frage: Viele Gruppen verwenden und beschreiben auch „Grünstahl“, meist wenn sie neue Produkte mit mehr Umweltbewusstsein vermarkten. Dies bezieht sich hauptsächlich auf Stahl, der mit bahnbrechenden Technologien hergestellt wird, Stahl, der aus Schrott, recyceltem und wiederaufbereitetem Stahl hergestellt wird, und traditionellen Stahl, der durch den Kauf von CO2-Emissionszertifikaten oder Kohlenstoffsenken hergestellt wird.

Angesichts der Unsicherheit und Vielfalt der Bedeutung von „Grünstahl“ selbst wird die worldsteel association den Begriff „Grünstahl“ nicht verwenden.

„Null-Kohlenstoff-Stahl“

Um echten „Null-Kohlenstoff-Stahl“ herzustellen, darf der Stahlherstellungsprozess keine CO2-Emissionen verursachen, und es ist schwer vorstellbar, dass eine Produktionstechnologie diesen strengen Standard im Jahr 2024 erfüllen kann. Obwohl viele Technologien in diese Richtung gehen, ist „Null-Kohlenstoff“ zu absolut. In der Lieferkette können Restkohlenstoffemissionen durch die Verwendung von kohlenstoffhaltigen Elektroden oder Erdgas in zugehörigen Prozessen entstehen, die ohne die Nutzung von Kohlenstoffsenken zur Kompensation von Restkohlenstoffemissionen möglicherweise nicht erreicht werden.

Darüber hinaus ist Kohlenstoff die Kernkomponente von Stahl, die Stahl von reinem Eisen unterscheidet. Selbst wenn dieser legierte Kohlenstoff aus nicht-fossilen Energien gewonnen werden kann, reicht die Anwesenheit von Kohlenstoff aus, um die Unangemessenheit des Begriffs „Null-Kohlenstoff-Stahl“ zu zeigen.

„Netto-Null-Kohlenstoff-Stahl“/„Kohlenstoffneutraler Stahl“

Wenn jedoch die bei der Stahlproduktion in die Atmosphäre emittierten Treibhausgase mit den aus der Atmosphäre gesammelten Emissionen mithilfe von Kohlenstoffsenken ausgeglichen werden können, dann kann dieser Stahl als „Netto-Null-Kohlenstoff-Stahl“ oder „kohlenstoffneutraler Stahl“ bezeichnet werden.

Um eine echte Kohlenstoffneutralität zu erreichen, kann die Produktion von „Netto-Null-Kohlenstoff-Stahl“ in anderen Sektoren kompensiert werden müssen. Wenn das produzierende Unternehmen glaubt, Kohlenstoffneutralität erreicht zu haben, muss es die Transparenz seiner Produktionsgrenzen, die Transparenz seiner statistischen Methoden und die hohe Qualität und Glaubwürdigkeit der verwendeten Kompensationsmethoden sicherstellen.

„Null-Fossile-Brennstoff-Stahl“

Einige Stahlunternehmen haben begonnen, „Null-Fossile-Brennstoff-Stahl“ zu bewerben. Der sogenannte „Null-Fossile-Brennstoff-Stahl“ bedeutet, dass weder fossile Brennstoffe (wie Kohle oder Erdgas) noch aus fossilen Brennstoffen gewonnene Energie im Produktionsprozess von Stahl verwendet werden.

Alle „Null-Fossile-Brennstoff-Stahl“ sind kohlenstoffarme Stähle, aber nicht alle kohlenstoffarmen Stähle können als „Null-Fossile-Brennstoff-Stahl“ bezeichnet werden. Zum Beispiel kann bei kohlenstoffarmem Stahl, der mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) hergestellt wird, immer noch Erdgas oder Kohle verwendet werden, aber es werden keine CO2-Emissionen freigesetzt. Wenn Biomasse verwendet wird, ist es wichtig sicherzustellen, dass die Biomasse verantwortungsvoll bezogen wird, um Definition 1 zu erfüllen.

„Sauberer Stahl“

„Sauberer Stahl“ ist ein Begriff, der in der Stahlindustrie verwendet wird, um Stahl mit geringen Verunreinigungen, Oxiden, Dotierstoffen oder Stahl mit geringen oder extrem geringen Mengen an gelöstem Kohlenstoff in Metallen zu bezeichnen.

Der Begriff ist bereits weit verbreitet und wurde von der World Steel Association in ihrem „Clean Steel Production Process Technology“ von 2004 verwendet und hat eine spezifische Bedeutung. Daher verwendet die World Steel Association den Begriff „sauberer Stahl“ nicht im Kontext des Klimawandels.

„Dekarbonisierung“

In Klimaschutzgesprächen wird oft die Notwendigkeit der Dekarbonisierung der Gesellschaft diskutiert. Die World Steel Association verwendet den Begriff „Dekarbonisierung“ im Allgemeinen nicht für die Stahlproduktion, da nur die Emissionen aus dem Stahlherstellungsprozess Treibhausgase/CO2 eliminieren müssen, nicht der Stahlherstellungsprozess selbst, was dem Grund für die Nichtverwendung von „Null-Kohlenstoff-Stahl“ ähnelt.

Viele vielversprechende bahnbrechende Technologien verwenden Kohlenstoff auch als chemisches Reduktionsmittel, verhindern aber die Freisetzung schädlicher Treibhausgase in die Atmosphäre. Während die Emissionen unserer Industrie schließlich dekarbonisiert werden, ist der Eisenerzprozess selbst möglicherweise nicht betroffen.
Bahnbrechende Technologien

Bahnbrechende Technologien produzieren kohlenstoffarmen Stahl auf grundlegend andere Weise als traditionelle Hochofen-, Direktreduktions- oder Elektrolichtbogenofen-Technologien. Zu den derzeit in Entwicklung befindlichen bahnbrechenden Technologien gehören: Wasserstoffreduktion, CCS-Anwendung, Eisenerz-Elektrolyse, Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung (CCUS) Pakete und andere neue metallurgische Reduktionsverfahren.

„Bunter“ Wasserstoff

Wasserstoff ist ein wichtiger Katalysator, der die Treibhausgasemissionen in der Stahlindustrie erheblich reduzieren kann und von vielen Mitgliedsunternehmen von worldsteel erforscht wird. Wasserstoff wird oft eine Farbe zugewiesen, basierend auf seiner Fähigkeit, Kohlenstoffemissionen zu reduzieren.

Wenn worldsteel von kohlenstoffarmem Wasserstoff spricht, bezieht es sich auf:

Grüner Wasserstoff: hergestellt durch Elektrolyse von Wasser mit erneuerbarer Elektrizität.

Blauer Wasserstoff: hergestellt aus Erdgas unter Verwendung einer Kombination aus Dampfreformierung und CCS-Technologie.

Darüber hinaus gibt es Wasserstoff, der durch Elektrolyse mit anderer kohlenstoffarmer Elektrizität (wie Kernkraft) hergestellt wird, oder Wasserstoff, der mit CCS-Technologie hergestellt wird. Wir glauben, dass dies auch kohlenstoffarmer Wasserstoff ist.

Fossiler Wasserstoff bezieht sich auf Wasserstoff, der aus fossilen Brennstoffen hergestellt wird, aber ohne Kohlenstoffreduktionsverfahren, hauptsächlich einschließlich:

Grauer Wasserstoff: Wasserstoff, der aus Erdgas mittels Dampfreformierung hergestellt wird; da dieser Prozess keine CCS-Technologie verwendet, wird das entstehende Kohlendioxid in die Atmosphäre abgegeben.

Brauner oder schwarzer Wasserstoff: Wasserstoff, der durch Kohlevergasungstechnologie hergestellt wird; diese Art von Wasserstoff erzeugt deutlich höhere Treibhausgase als andere Arten von Wasserstoff.

„Energieeffizienz-Upgrade“-Projekt

Das „Energieeffizienz-Upgrade“-Projekt ist ein vierstufiger Effizienzbewertungsprozess, der von der World Steel Association entwickelt wurde. Das Projekt zielt darauf ab, die aktuelle Effizienz der Stahlproduktion zu verbessern und den Mitgliedsunternehmen zu helfen, das Niveau der weltbesten Anlagen zu erreichen. Das „Energieeffizienz-Upgrade“-Projekt ist ein Übergangsplan und kann der Stahlindustrie keine Lösung für die Herausforderungen des Klimawandels bieten.