Der Anlagenbauer Thyssenkrupp AT.PRO tec, eine Tochter von thyssenkrupp Materials Services hat eine neue Technologie zur Wasserstoff-Nutzung in klassischen Hochöfen entwickelt. Das Verfahren ermöglicht die Nachrüstung bestehender Anlagen mit dem Ziel den CO2-Ausstoß um bis zu 20 Prozent zu reduzieren. Die EU unterstützt das Projekt mit 1,8 Millionen Euro.
Die Hochofen-Technologie von Thyssenkrupp AT.PRO tec baue auf der bewährten SIP-Sauerstoffinjektionstechnologie auf, teilte das Unternehmen am Montag (13. Januar) mit. Um die optimale Einbringung des Wasserstoffs zu erforschen, wird das Konsortium zunächst mit Helium als Testgas arbeiten. Durch Prozess- und Strömungssimulationen soll analysiert werden, wie sich das Gas in der Schüttung des Hochofens verteilt.
Ein Vorteil des Verfahrens: Bestehende Infrastruktur lässt sich weiter nutzen. Denn anders als bei komplett neuen Produktionsverfahren könnten vorhandene Hochöfen hiermit für den Einsatz von Wasserstoff nachgerüstet werden. In der konventionellen Stahlproduktion kommt bislang hauptsächlich Koks als Reduktionsmittel zum Einsatz, wobei erhebliche Mengen CO2 entstehen. Der Einsatz von Wasserstoff produziert hingegen nur Wasserdampf. Durch den teilweisen Austausch der Koks-Kohle durch Wasserstoff ließen sich bereits bis zu 20 % CO2-Emissionen einsparen.
An dem Projekt sind mehrere Partner beteiligt: Thyssenkrupp Steel Europe führt die Laborversuche durch, während Primetals Technologies die Ofenintegration plant und wirtschaftlich bewertet. Die Projektkoordination liegt beim VDEh-Betriebsforschungsinstitut (BFI), das zusammen mit dem metallurgischen Kompetenzzentrum K1-MET die Analysen und Modellierungen durchführt. Die praktischen Versuche mit Heliuminjektion finden am Voestalpine-Standort in Linz statt.
Zwischenschritt auf dem Weg zur vollständig wasserstoffbasierten Stahlproduktion
Die Förderung durch den Forschungsfonds für Kohle und Stahl der Europäischen Union (RFCS) weist auf den potenziellen Mehrwert der Technologie zur industriellen Transformation hin. Der RFCS unterstützt seit Jahren Forschungs- und Innovationsprojekte im Bereich der Stahl- und Kohletechnologien. Mit der Förderung von 1,8 Millionen Euro trägt die EU etwa die Hälfte der Projektkosten. Die restliche Finanzierung erfolgt durch die beteiligten Industriepartner.
Bei einer Injektionstechnologie wird Gas – in diesem Fall Wasserstoff – gezielt und unter hohem Druck in den Hochofen eingeblasen. Die Herausforderung besteht darin, den Wasserstoff so einzubringen, dass er sich optimal im Ofenschacht verteilt und mit dem Eisenerz reagieren kann. Die Technologie könnte somit ein Zwischenschritt auf dem Weg zur vollständig wasserstoffbasierten Stahlproduktion darstellen. Denn parallel etabliert die Stahlindustrie auch Direktreduktionsanlagen, die komplett mit Wasserstoff betrieben werden können.
Die Branche gilt als wichtiger Ankerkunde für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft in Deutschland. Mit jeder eingesetzten Tonne Wasserstoff können etwa zwei Tonnen CO2 eingespart werden, sagte Thyssenkrupp Steel-Wasserstoffexperte Dr. Alexander Redenius im Interview mit H2News.
