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Wie der Stahl möglichst "grün" werden soll

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17.02.2017

Siemens, Verbund und voestalpine wollen in Linz gemeinsam die weltweit größte und eine der ersten Elektrolyseanlagen auf Basis der Protonen- Austausch-Membran-Technologie realisieren.
 
Vor wenigen Tagen hat das Projektkonsortium H2Future aus voestalpine, Siemens und Verbund sowie Austrian Power Grid (APG) und den wissenschaftlichen Partnern K1-MET und ECN von der Europäischen Kommission den Zuschlag für die Errichtung einer der weltweit größten Elektrolyseanlagen zur Erzeugung von grünem Wasserstoff erhalten. Dabei werden die Kooperationspartner an der Realisierung einer innovativen Wasserstoff-Demonstrationsanlage am voestalpine-Standort Linz arbeiten und die Einsatzmöglichkeiten von grünem Wasserstoff testen.
 
Der Hintergrund des rund 18 Mio. €"schweren" Pilotprojekts: In Europa sind sowohl die Industrie als auch die Energieversorger mit großen energiepolitischen Herausforderungen konfrontiert; sehen doch die Klima-und Energieziele der EU bis 2030 eine Senkung der CO2 Emissionen um 40% vor.
 
Das stellt zumindest aktuell die energieintensive Industrie vor nahezu unlösbare Probleme. Wasserstoff aus CO2-freiem Grünstrom würde hier ein gewaltiges Potenzial für den Einsatz als Industrierohstoff wie auch zur Energiespeicherung eröffnen.
 
2/3 von der Kommission
 
Für die Umsetzung des Ziels, "grünen" Wasserstoff mit Protonen-Austausch-Membran (PEM)-Technologie zu produzieren und den Einsatz des Wasserstoffs als Industriegas sowie den Einsatz der Anlage am Regelenergiemarkt zu testen, stellt die Europäische Kommission rund 12 Mio. € an Fördermitteln aus dem Horizon 2020 EU-Programm zur Verfügung. Die Anlage wird am Gelände der voestalpine in Linz errichtet und betrieben. Der erzeugte grüne Wasserstoff wird künftig direkt in das interne Gasnetzwerk eingespeist und damit der Einsatz von Wasserstoff in verschiedenen Prozessstufen der Stahlerzeugung getestet.
 
CO2-neutraler Stahl
 
Die voestalpine gilt in ihrer Branche bereits seit Längerem als Umwelt- und Effizienzbenchmark: Mehr als 2,2 Mrd. € hat der Technologie-und Industriegüterkonzern allein im vergangenen Jahrzehnt nur für den laufenden Betrieb seiner Umweltanlagen in Österreich aufgewendet.
 
"Wir arbeiten konsequent an der Weiterentwicklung unserer Prozesse in Richtung einer schrittweisen De-Karbonisierung der Stahlproduktion, um auch für die zukünftigen Herausforderungen in puncto Klima-und Umweltschutz bestmöglich aufgestellt zu sein", sagt CEO Wolfgang Eder.
 
Über Brückentechnologien - vor allem auf Erdgasbasis (wie in der neuen Direktreduktionsanlage in Texas; siehe medianet No. 2065, S. 90) - strebt die voestalpine im Lauf der nächsten zwei Jahrzehnte den sukzessiven Ersatz von Kohle durch die Anwendung von alternativen Energieträgern in der Stahlerzeugung an. "Mit der Errichtung der neuen Pilotanlage für die Herstellung von CO2-neutralem Wasserstoff an unserem Standort Linz setzen wir einen weiteren Schritt in Richtung langfristiger Realisierung dieser Technologietransformation in der Stahlindustrie", bekräftigt Eder. Voraussetzung dafür seien jedoch die Bereitstellung von ausreichend Energie aus erneuerbaren Quellen sowie politische Rahmenbedingungen, die eine gesicherte Langfristplanung auch zulassen.
 
Der Beitrag von Siemens
 
Siemens hat ein Elektrolysesystem auf Basis der PEM (Proton Exchange Membrane)-Technologie entwickelt, das es durch die Umwandlung von elektrischem Strom in Wasserstoff ermöglicht, große Energiemengen aufzunehmen und zu speichern.
 
Dieses Elektrolysesystem ist bereits in mehreren Projekten im Einsatz und wird von Siemens kontinuierlich weiterentwickelt. In Linz wird nun die neueste Generation der Technologie mit einer Leistung von 6 MW in einem geschlossenen Zellverbund zum Einsatz kommen. "Der gewonnene Wasserstoff ist vielseitig einsetzbar, z.B. als Grundstoff in der Industrie, wie in Linz, oder auch als Treibstoff in der Mobilität und als Energieträger bei der Strom-und Gasversorgung", erklärt Siemens-Generaldirektor Wolfgang Hesoun.
 
Weltweit werden jährlich über 500 Mrd. m 3 Wasserstoff verbraucht, von denen bislang mehr als 95% durch einen CO2 lastigen Gasreformierungsprozess hergestellt werden. Hesoun: "Mit Wasserstoff aus Elektrolyse kann dieser CO2-lastige Wasserstoff ersetzt werden, wodurch sich die Emissionsbilanz von industriellen Prozessen stark verbessern lässt. Erfolgt die Elektrolyse mit Strom aus regenerativen Quellen, ist die Wasserstofferzeugung zudem nahezu klimaneutral."
 
Standort Österreich stärken
 
Neben Stromerzeugung, -übertragung, -handel und -vertrieb setzt der Verbund zunehmend auf den Ausbau energienaher Dienstleistungen für Industrieund Gewerbe-wie auch Haushaltskunden.
 
"Mit H2Future setzen wir den Weg zum 100 Prozent CO2-freien Erzeuger konsequent fort", kommentiert Verbund-Chef Wolfgang Anzengruber. "Wir freuen uns über dieses zukunftsweisende Projekt, das die Anliegen der produzierenden Industrie und die effiziente Nutzung sauberer Energie optimal verbindet. Unser gemeinsames Ziel ist die Reduktion der CO2-Emissionen und die Stärkung des Wirtschaftsstandorts Österreich durch den Einsatz neuester, klimaschonender Hochtechnologie -gerade das Thema 'Grüner Wasserstoff' bietet großes Potenzial für den industriellen Einsatz wie auch als Speichertechnologie, um die volatile Stromerzeugung aus den neuen erneuerbaren Energien auszugleichen und damit optimal in das System zu integrieren."
 
H2Future auf einen Blick
 
Innovationspotenzial Bis dato verbrennt man Kohle, um Sauerstoff aus Eisenerz zu ziehen und Stahl zu erzeugen. H2Future soll aus Strom Wasserstoff produzieren, der die Aufgabe der Kohle übernimmt. Dies würde die Stahlerzeugung CO2 neutral machen und der Industrie bei der Vorgabe helfen, bis zum Jahr 2050 80% des CO2-Ausstoßes zu reduzieren.
 
Ein Blick in die Zukunft H2Future wird rund vier Jahre im voestalpine-Werk in Linz getestet, danach soll es in den Regelbetrieb integriert werden. Sollte das Pilotprojekt erfolgreich sein, könnte man weitere Produktionsstandorte (z.B. Donawitz) von Kohle und Koks auf Wasserstoff umstellen und dadurch den CO2-Ausstoß deutlich senken.

Von Paul Christian Jezek

"Medianet" Nr. 2067/2017