Schwerindustrie: Wasserstoff statt Kohle: Mit diesen Problemen kämpft Stahlhersteller Voestalpine beim Umbau
Ökologisch betrachtet steckt in der Stahlherstellung ein großer Hebel.
Foto: VoestalpineLeoben. Die Anlage ist kleiner als ein Einfamilienhaus und steht etwas verloren auf dem riesigen Stahlwerksgelände in Leoben in der Steiermark. Doch für die österreichische Voestalpine gehört ihr die Zukunft: Bis 2050 will der Konzern mithilfe von Wasserstoff ausschließlich CO2-freien Stahl herstellen.
Aus den Hochöfen wird dann nicht mehr das für die Klimaerwärmung mitverantwortliche Gas aufsteigen. Stattdessen entsteht der Stahl in Lichtbogenöfen, aus denen nur noch Wasserdampf entweicht. Die Anlage in Leoben ist eine Versuchseinrichtung, die in einer Stunde nur etwa 70 Kilogramm Stahl produziert. Im Vergleich mit Voestalpines maximal möglichem Ausstoß von 7,8 Millionen Tonnen pro Jahr ist das bescheiden.
Neue Energieinfrastruktur für Produktion mit Wasserstoff nötig
Die Stahlherstellung zeigt exemplarisch, wie groß die Hürden sind auf dem Weg hin zu einer grünen Wirtschaft. „Metallurgisch ist es mittlerweile zwar möglich, mit Wasserstoff Stahl zu erzeugen“, sagt Johannes Schenk, Professor für Stahlmetallurgie an der Universität Leoben. „Wir benötigen aber zusätzlich eine völlig neue Energieinfrastruktur.“ Einen klaren Plan dafür gebe es dafür noch nicht, klagen Wissenschaftler und Industrievertreter einmütig.
Voestalpine, ein Unternehmen mit 49.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, hat das Jahr 2050 nicht zufällig als Zäsur gewählt. Bis dahin wollen die Länder der EU klimaneutral sein. Wie das Ziel erreicht werden kann, steht noch in den Sternen. Die grüne Stahlherstellung zeigt das geradezu beispielhaft. „Wir brauchen völlig neue Konzepte“, sagt Voestalpine-Chef Herbert Eibensteiner.
Auch in Deutschland verfolgt die Stahlindustrie den Plan, die Kohle im Produktionsprozess durch klimaneutral hergestellten Wasserstoff zu ersetzen. So will etwa Thyssen-Krupp seine Hochöfen in Duisburg bis 2045 durch Direktreduktionsanlagen und Elektrolichtbogenöfen ersetzen. Eine ähnliche Strategie verfolgt der niedersächsische Konkurrent Salzgitter, der den dafür benötigten Wasserstoff zum Teil selbst auf dem eigenen Werksgelände herstellen will.
Ökologisch betrachtet steckt in der Stahlherstellung ein großer Hebel. Rund 15 Prozent von Österreichs CO2-Ausstoß gehen auf die Aktivitäten von Voestalpine zurück – und die Nachbarländer tragen mit dazu bei. Gerade deutsche Autobauer sind wichtige Kunden des Konzerns.
Rund 70 Prozent des weltweit produzierten Stahls werden immer noch mit dem Linz-Donawitz-Verfahren hergestellt, das hier in Leoben mitentwickelt und 1950 patentiert wurde. In einem langen Prozess entsteht mithilfe des Energieträgers Koks aus Eisenerz Roheisen und daraus der Werkstoff Stahl. Diese Produktionsweise ist günstig und hat sich bewährt; eine weitere Einsparung von CO2 ist mit ihr aber nicht mehr möglich.
Voestalpine stellt schrittweise auf Wasserstoff um
Die Stahlherstellung mit Wasserstoff statt mit Kohle oder Erdgas wäre eine bahnbrechende Wende. Das ambitionierte Vorhaben kann jedoch nur in Zwischenschritten erreicht werden. Voestalpine wird daher bis 2027 zunächst zwei der insgesamt fünf Hochöfen von der Kohlebefeuerung auf elektrische Lichtbögen umrüsten. Zum Einsatz kommt dann Strom aus erneuerbaren Quellen, aber noch kein Wasserstoff.
Transportspezialisten haben in den vergangenen hundert Jahren ein nahezu perfekt funktionierendes fossiles Energiesystem geschaffen: So gelangen Erdöl oder Kohle über eine ausgeklügelte Logistik bis in entlegene Winkel. Nun soll die Wirtschaft in zehn bis zwanzig Jahren ihre Produktionsweise im Eiltempo umstellen.
Dafür fehlen nach wie vor ausreichend erneuerbare Energie sowie Transport- und Speicherkapazitäten. Rasch wird sich daran nicht viel ändern. Die Bewilligungsverfahren für leistungsfähige Leitungen sowie Solar- und Windparks ziehen sich nicht nur in Österreich in die Länge.
Damit Wasserstoff „grün“ ist, muss er mittels Elektrolyse und mit erneuerbarer Energie hergestellt werden. Doch die Konzernmanager fragen sich, wo der Ökostrom herkommen soll. In Europa kommen etwa Norwegen (Wasserkraft) und Spanien (Solarenergie) infrage. „Europa wird Wasserstoff aber kaum je vollständig selbst herstellen können“, sagt Franz Kainersdorfer, Chef der Metal-Engineering-Division von Voestalpine.
Die allein für die Stahlproduktion benötigten Mengen an erneuerbarer Energie sind riesig. Würden alle in Österreich zugelassenen Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb fahren, bräuchte man dafür pro Jahr zwölf Terawattstunden Energie, haben Wissenschaftler berechnet.
Allein die beiden Stahlwerke von Voestalpine in Leoben und Linz benötigen allerdings 33 Terawattstunden. Rund 4000 zusätzliche Windräder müsste man in Österreich aufstellen, um Autos und Stahlwerke mit Windenergie zu versorgen, sagt Metallurgie-Experte Schenk. Im ganzen Land gibt es allerdings erst 1300 Windanlagen, in drei von neun Bundesländern steht nicht einmal ein einziges Windrad.
Industrievertreter richten daher den Blick über Europa hinaus, wenn es um grüne Energie geht. Aber je weiter man sich umschaut, desto größer wird das Transportproblem. Ein verzweigtes Pipelinenetz besteht dann erst recht nicht, und flüssiger Wasserstoff ist mit Schiffen schwierig zu transportieren.
Offen ist auch, wer die Transformation bezahlt. Zwar sind die Kunden erpicht darauf, CO2-neutralen Stahl zu kaufen. Vor allem die Autobauer würden sich damit gern ein umweltfreundliches Image verpassen. Die Stahlhersteller befürchten aber, dass die Kunden nicht bereit sind, einen höheren Preis zu bezahlen. „Wir investieren viel Geld, verdienen aber nicht mehr“, sagt ein Manager.
Dabei spielt auch die Sorge um die Wettbewerbsfähigkeit eine große Rolle. Europas Stahlindustrie fürchtet, mit den Herstellern aus China und den USA, die weniger strenge Auflagen befolgen müssen, preislich nicht mithalten zu können.
Angst vor Verteilungskämpfen
Anleger haben bereits begonnen, die finanziellen Folgen einzupreisen. So haben die Analysten der Erste Group das Kursziel der Aktie kürzlich um zehn Prozent gesenkt. Als Grund nennen sie unter anderem die Investitionen des Konzerns von bis zu einer Milliarde Euro für den Tausch von kohlebefeuerten zu elektrischen Hochöfen bis ins Jahr 2027.
>>> Hören Sie hier: Handelsblatt Green: Was ist eigentlich grüner Stahl?
Um den Umbruch finanziell zu erleichtern, will die Regierung in Wien einen sogenannten Transformationsfonds einrichten. Im kommenden Jahr soll er nach langer Verzögerung an den Start gehen. Noch nicht geklärt ist allerdings, wie viel Geld darin stecken wird.
Groß wird auf jeden Fall der Kreis der Anspruchsberechtigten sein: Er reiche von der energieintensiven Industrie über Klein- und Mittelbetriebe bis zum Boilertausch in Privathaushalten, erklärt das Finanzministerium. In der Industrie weckt das Befürchtungen: Viele Interessenvertreter würden wohl versuchen, in den Topf zu greifen, heißt es in Branchenkreisen.
Die Transformation wird auch sonst Verteilkämpfe auslösen. „Viele werden den Energieträger Wasserstoff haben wollen“, sagt Schenk von der Montanuniversität Leoben. „Aber wer soll ihn bekommen?“
Mitarbeit: Kevin Knitterscheidt