Grüner Stahl 21.09.2023, 13:13 Uhr

Wie umweltfreundliche Stahlproduktion möglich wird

Die Umstellung auf eine umweltfreundliche Stahlproduktion ist nötig – denn der Industriezweig ist einer der größten CO2-Verursacher der Welt. Wie das gelingen kann.

Stahl

Blick in die grüne Zukunft: Nachhaltige Stahlproduktion im Fokus – ein Schritt gegen den Klimawandel.

Foto: PantherMedia / jordache

Was ist umweltfreundliche Stahlproduktion?

Unter umweltfreundlicher Stahlproduktion verstehen Fachleute eine Stahlherstellung, die die negativen Auswirkungen auf die Umwelt reduziert. Dieser Ansatz zielt darauf ab, die Umweltbelastung, den Energieverbrauch und die Emissionen während des Herstellungsprozesses zu verringern, indem nachhaltige Verfahren zur Anwendung kommen.

Die Vorteile einer umweltfreundlichen Stahlproduktion liegen auf der Hand: Zum einen hilft sie, die globalen Treibhausgasemissionen zu reduzieren, was im Kampf gegen den Klimawandel von entscheidender Bedeutung ist. Weiterhin führt sie zu einer nachhaltigeren Nutzung von Ressourcen, wodurch sie weniger abhängig von begrenzten natürlichen Rohstoffen ist. Letzteres wiederum macht die Stahlversorgung stabiler und die Stahlindustrie insgesamt widerstandsfähiger gegenüber zukünftigen Schwankungen.

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Umweltauswirkungen der konventionellen Stahlproduktion

Gegenüber der umweltfreundlichen Stahlproduktion ist die konventionelle Stahlherstellung mit erheblichen Umweltbelastungen verbunden, die sowohl lokal als auch global spürbar sind. Die Hauptprobleme sind:

  • Treibhausgasemissionen: Die konventionelle Stahlherstellung basiert auf dem Hochofenprozess, der Kohle, Koks oder Erdgas zur Reduktion von Eisenerz verwendet. Dabei entstehen große Mengen an Kohlenstoffdioxid (CO2), das als Treibhausgas zur Erderwärmung beiträgt. Die Emissionen aus der Stahlproduktion stellen einen erheblichen Anteil des industriellen CO2-Ausstoßes dar.
  • Luftverschmutzung: Die Verbrennung fossiler Brennstoffe im Hochofen führt nicht nur dazu, dass CO2 freigesetzt wird, sondern auch andere Luftschadstoffe wie Schwefeldioxid (SO2), Stickoxide (NOx) und Feinstaub. Diese beeinträchtigen die Luftqualität in den umliegenden Gebieten und können mitunter gesundheitliche Probleme wie Atemwegserkrankungen und Herz-Kreislauf-Krankheiten auslösen.
  • Wasserverbrauch: Die konventionelle Stahlproduktion benötigt erhebliche Mengen an Wasser für Kühl- und Produktionsabläufe. Das kann zu Wasserknappheit in Gebieten führen, in denen die entsprechenden Ressourcen begrenzt sind. Ein hoher Wasserverbrauch verschmutzt Gewässer durch Chemikalien und Abwässer, die bei der Produktion verwendet werden, beziehungsweise anfallen.

Angesichts dieser Umweltauswirkungen ist die Umstellung auf eine umweltfreundliche Stahlproduktion von großer Bedeutung, um die negativen Folgen zu minimieren.

Umweltfreundliche Stahlproduktion: Reduktion von Treibhausgasemissionen

Rund 30 Millionen Tonnen CO2 fielen im Jahr 2021 bei der Stahlerzeugung an. Im Bemühen, die CO2-Emissionen für eine umweltfreundliche Stahlproduktion zu reduzieren, kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz. Eine wichtige Strategie ist es, Brennstoffe mit niedrigem Kohlenstoffgehalt einzusetzen, etwa Erdgas oder Biomasse, um den Hochofenprozess zu optimieren und somit den CO2-Ausstoß zu verringern.
Eine weitere vielversprechende Technologie ist die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS). Dabei wird das CO2 direkt an der Quelle abgefangen, bevor es in die Atmosphäre gelangt. Das abgetrennte CO2 wird dann komprimiert und in unterirdischen geologischen Formationen sicher gespeichert. Auf diese Weise lässt sich ein erheblicher Teil des CO2-Ausstoßes aus der Stahlproduktion abfangen.

Neben diesen etablierten Methoden gibt es innovative Ansätze wie die Direktreduktion. Dabei wird anstelle des konventionellen Hochofenprozesses eine Reduktionsreaktion genutzt, bei der Eisen direkt aus Eisenerz unter Verwendung von Wasserstoff oder Erdgas hergestellt wird. Diese Variante hat das Potenzial, die CO2-Emissionen noch stärker zu reduzieren, da Wasserstoff ohne CO2-Ausstoß erzeugt werden kann. Für eine zukünftige umweltfreundliche Stahlproduktion wäre damit auch der komplette Verzicht auf fossile Kohlenstoffträger möglich.

Ressourcenschonende Verfahren bei der umweltfreundlichen Stahlproduktion

Die umweltfreundliche Stahlproduktion strebt nach ressourcenschonenden Verfahren, die den Fokus auf Recycling und die Nutzung von recycelten Materialien legen. Wichtigster Punkt dabei ist das Recycling von Stahl und Schaffen eines geschlossenen Stoffkreislaufs.

Konsequentes Stahlrecycling würde es unnötig machen, Rohstoffe wie Eisenerz zu fördern. Durch das Sammeln, Aufbereiten und Wiederverwenden von Metallabfällen können wertvolle Ressourcen eingespart werden. Das Altmetall wird eingeschmolzen und in die Produktion zurückgeführt. Das mindert nicht nur den Bedarf an natürlichen Ressourcen, sondern spart zudem Energie und CO2 ein – zwei Dinge, die in der Regel nötig sind, beziehungsweise anfallen, um Rohstoffe zu gewinnen.

Der geschlossene Stoffkreislauf ermöglicht es, die Lebensdauer von Stahlprodukten zu verlängern und Abfall zu verringern. Ein Stahlprodukt endet nach seiner Nutzungsdauer dann nicht mehr einfach als Müll. Das fördert die Kreislaufwirtschaft, die sicherstellt, dass Produkte und Materialien so gestaltet werden, dass sie am Ende ihrer Lebensdauer wiederverwendet, recycelt oder auf andere Weise sinnvoll genutzt werden können.

Die Vorteile des Stahlrecyclings sind vielfältig: Recycelter Stahl spart beträchtliche Mengen an Energie und CO2 ein. Zudem reduziert das Recycling Umweltbelastungen, die normalerweise durch Bergbau und Abraumdeponien entstehen. Darüber hinaus fördert die Kreislaufwirtschaft Nachhaltigkeit, indem sie die Stabilität der Rohstoffversorgung gewährleistet und neue Geschäftsmodelle im Bereich des Recyclings schafft.

Umweltfreundliche Stahlproduktion: Wasser- und Luftreinhaltung

Ein weiterer wichtiger Ansatz für die umweltfreundliche Stahlproduktion ist es, weniger Wasser zu verbrauchen sowie die Abwässer aufzubereiten. Wasserintensive Prozesse wie Kühlung und Reinigung lassen sich durch den Einsatz geschlossener Kreisläufe optimieren. Das senkt den Wasserverbrauch nachhaltig. Hersteller müssen zudem die Abwässer behandeln, um Schadstoffe zu entfernen, bevor diese in die Umwelt gelangen. Dafür kommen Klärtechnologien wie die biologische Reinigung infrage, bei der Mikroorganismen die im Abwasser gelösten Stoffe in feste Biomasse umwandeln.

Um den Ausstoß von Schadstoffen wie Staub und Schwermetallen in die Luft zu verringern, setzen Luftreinhaltungsstrategien in der umweltfreundlichen Stahlproduktion an mehreren Fronten an. Verfahren zur Rauchgasreinigung spielen eine wichtige Rolle. Sie verhindern, dass sich Schadstoffe in der Atmosphäre verteilen. Elektrofilter, Gewebefilter und Nasswäscher kommen zum Einsatz, um Partikel und Schadstoffe aus den Abgasen zu entfernen.

Zertifizierungen und Standards für umweltfreundlichen Stahl

Zertifizierungsprogramme und Nachhaltigkeitsstandards für umweltfreundliche Stahlproduktion, wie „grüner Stahl“ oder „nachhaltiger Stahl“, sollen sicherzustellen, dass bei Stahlerzeugung und -verwendung Umweltaspekte berücksichtigt wurden. Die Standards sollen die Transparenz fördern, indem sie Richtlinien für die Stahlherstellung festlegen

  • Grüner Stahl / Nachhaltiger Stahl: Diese Begriffe beziehen sich auf Stahl, der unter Einhaltung bestimmter ökologischer, sozialer und ökonomischer Kriterien hergestellt wird. Dazu gehören die Reduzierung des CO2-Ausstoßes, der effiziente Einsatz von Ressourcen, die Einhaltung von Arbeits- und Menschenrechtsstandards sowie die Förderung einer nachhaltigen Lieferkette. Aber: Es liegt noch keine allgemeingültige Definition oder Zertifizierung für „grünen“ Stahl vor – das Label gibt demnach keine endgültige Sicherheit.
  • Zertifizierung: Verschiedene Organisationen haben Zertifizierungsprogramme und Nachhaltigkeitsstandards für umweltfreundlichen Stahl entwickelt. ResponsibleSteel ist aber die erste globale Multi-Stakeholder Standard- und Zertifizierungsinitiative der Stahlindustrie. Die Zertifizierung bietet Transparenz und Rückverfolgbarkeit.
  • Nachfrage bringt Veränderung: Indem Verbraucher nach umweltfreundlichem Stahl fragen und entsprechende Produkte bevorzugen, fördern sie umweltfreundliche Praktiken in der Stahlproduktion. Die steigende Nachfrage führt dazu, dass immer mehr Unternehmen ihre Produktion nachhaltiger gestalten.

Ein Beitrag von:

  • Julia Klinkusch

    Julia Klinkusch ist freiberufliche Texterin und Medizinautorin.

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