Mit Wasserstoff zum grünen Stahl

Die Technologie hierfür existiert mit der Direktreduktion bereits und muss nicht mehr erfunden werden. Verkürzt gesagt, löst dieses Verfahren in der Rohstahlerzeugung das Eisen aus dem Erz nicht durch den Einsatz von Kohle, sondern unter Zuhilfenahme von Wasserstoff. Dieser wiederum stammt aus Erdgas oder wird mittels Elektrolyse aus Wasser gewonnen. Direktreduktionsanlagen sind bereits in Ländern in Betrieb, in denen Erdgas günstig verfügbar ist.
Die Pioniertat liegt daher nicht in der Entwicklung des grundsätzlichen technischen Verfahrens für die künftige Stahlproduktion, sondern in der Integration einer solchen Verfahrensroute in ein bestehendes Hüttenwerk, der Verwendung von großen Anteilen an Wasserstoff in der Direktreduktionsanlage und im Aufbau einer klimaneutralen Wasserstoffwirtschaft sowie einer Anbindung der Industrie an die Energiewirtschaft – auch bezeichnet als Sektorkopplung. Denn Wasserstoff kann in der Rohstahlerzeugung den fossilen Energieträger Kohle nur dann klimaneutral ersetzen, wenn für die Elektrolysen ausreichend Strom aus erneuerbaren Energien zur Verfügung steht. Die Windkraftanlagen, die in und am Hüttenwerk der Salzgitter Flachstahl GmbH aufgestellt wurden, veranschaulichen diesen Wandel schon jetzt. Die Realisierung des Projekts „Windwasserstoff Salzgitter – WindH2“ kam auch in anderer Hinsicht einer Pionierleistung gleich. Denn die Genehmigung eines Windparks an einem Industriestandort, der der Störfallverordnung unterliegt, stellte an die Projektleitung hohe Anforderungen und bedurfte besonderer Vorkehrungen. Dementsprechend gilt der Windpark heute als Referenzprojekt mit „Leuchtturm“-Wirkung. Er ist die erste industrielle Sektorkopplung in Deutschland.

Neben vielen regulativen Anpassungen erfordern die Sektorkopplung und der Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft im Detail viele neue technische Lösungen – für effiziente Elektrolyseverfahren ebenso wie für die Transport- und die Lagerinfrastruktur des Wasserstoffs.
Die nötige nationale Verteilungsinfrastruktur für den Wasserstoff ist ein weiteres Feld für Innovationen. Das in Deutschland gut ausgebaute Erdgas-Fernleitungsnetz wird hinsichtlich seiner Eignung für den Wasserstofftransport ebenso geprüft wie der Bedarf für den Um- oder Zubau von Wasserstoffleitungen.
Die besonderen chemischen und physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs erfordern zudem neue Überwachungsverfahren, um die Sicherheit der Anlagen für Erzeugung, Transport, Speicherung und Verwendung des Wasserstoffs auf hohem Niveau zu gewährleisten. Hierfür werden wissenschaftlich fundierte Messmethoden, Bewertungskriterien und technische Normen entwickelt und international verabschiedet – Regelungen, die auch im Alltag eines auf die Produktion von „Grünem Stahl“ ausgelegten Hüttenwerks künftig berücksichtigt werden müssen.