Weiterer Baustein für die CO2-arme Stahlproduktion

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Ein wichtiger Schritt: „Windwasserstoff Salzgitter“

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Salzgitter AG präsentiert SALCOS auf Wasserstoff-Panel

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Probebetrieb der weltweit größten Hochtemperatur-Elektrolyse

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Wie kann unsere Stahlproduktion klimafreundlicher werden?

Die Salzgitter AG ist ein europaweit führender Stahl- und Technologiekonzern. Wir betreiben unser integriertes Hüttenwerk in Salzgitter nahezu energieautark und schließen Materialkreisläufe, indem wir Reststoffe und Nebenprodukte wiederverwenden. Mittlerweile arbeiten wir sehr nah an den naturwissenschaftlich-verfahrenstechnischen Grenzen und gehören damit zu den weltweit effizientesten Stahlherstellern.

Dennoch fallen bei der Produktion in unserem Hüttenwerk in Salzgitter jährlich etwa acht Millionen Tonnen CO2 an, die zu den gegebenen technischen Bedingungen und mit den zur Verfügung stehenden Anlagen prozessbedingt unvermeidbar sind. Um unseren CO2-Ausstoß zu vermindern, wollen wir neue Wege erproben und innovative Verfahrenstechniken einsetzen.

Unsere Lösung ist grüner Wasserstoff!

Unter dem Projektnamen SALCOS® (Salzgitter Low CO2 Steelmaking) beschäftigen wir uns gemeinsam mit unseren Partnern mit der Frage, wie wir Wasserstoff in unserer Produktion dazu nutzen können, unsere CO2-Emissionen drastisch zu senken.

Das Konzept wurde 2015 gemeinsam mit Partnern entwickelt. Es umfasst die Wasserstoff-Erzeugung sowie die Umstellung der Stahlproduktion von Hochöfen auf die anfangs Erdgas- später Wasserstoff-basierte Direktreduktion. Bei einer vollständigen Umstellung auf Direktreduktionsanlagen kann Wasserstoff den bisher zur Stahlherstellung benötigten Kohlenstoff komplett ersetzen und unsere CO2-Emissionen damit um über 95 % senken. In dem wir es uns zum Ziel setzen, CO2 nicht einzulagern oder aufwendig nutzbar zu machen, sondern direkt zu vermeiden (Carbon Direct Avoidance Strategie), ist unser Konzept nachhaltig und beispielgebend für die Branche.

Wie kann Wasserstoff den CO2-Ausstoß in der Stahlproduktion reduzieren?

Aktuell erzeugen wir Roheisen durch den Einsatz von Kohle in unseren Hochöfen. Dabei wird prozessbedingt CO2 freigesetzt. Bei der Direktreduktion wird Eisenerz hingegen mithilfe von Wasserstoff reduziert. Der Wasserstoff reagiert mit dem Sauerstoff im Eisenerz (Eisenoxid) dabei direkt im festen Zustand und wandelt dieses in Eisenschwamm (fast reines Eisen) um. Statt CO2 entsteht bei dieser Technologie Wasser (H2O), welches wiederum im integrierten Prozess weiterverwendet wird. Um Eisenschwamm weiterverarbeiten zu können, wird das poröse Material schließlich gemeinsam mit Stahlschrott in einem Elektrolichtbogenofen eingeschmolzen.

Unser Technologiekonzept SALCOS® sieht vor, unsere Hochöfen schrittweise durch Direktreduktionsanlagen zu ersetzen. Die erste dieser Anlagen könnte 2026 in Betrieb gehen.

Bisher: Klassischer Hochofen

Zukünftig: Direktreduktion

WKA

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WKA Aufbau

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GrInHy

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PEM Elektrolyse

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Wie produzieren wir grünen Wasserstoff?

Wasserstoff kann mittels Elektrolyse erzeugt werden. Bei dieser chemischen Reaktion wird Wasser durch Strom in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Dass der dafür benötigte Strom aus erneuerbaren Energien wie der Windkraft stammen muss, steht für uns außer Zweifel. Für die Produktion von grünem Wasserstoff errichteten wir unter dem Projektnamen „WindH2 - Windwasserstoff Salzgitter“, gemeinsam mit der Avacon Natur GmbH, sieben Windenergieanlagen auf unserem Konzerngelände in Salzgitter. Der damit erzeugte Ökostrom wird genutzt, um mittels PEM-Elektrolyse grünen Wasserstoff herzustellen.

Eine weitere Elektrolyse wird im Rahmen des Projektes GrInHy2.0 betrieben. Der Hochtemperatur-Elektrolyseur ist weltweit der größte seiner Art und arbeitet hocheffizient. Anders als die PEM-Elektrolyse nutzt der GrInHy2.0-Elektrolyseur Dampf aus industrieller Abwärme der Stahlerzeugung. Beide Anlagen können den heutigen Wasserstoff-Bedarf für Glühprozesse und für die Stahlveredelung abdecken und so den aus Erdgas erzeugten grauen Wasserstoff aus unserer Produktion verdrängen. Die dafür notwendige Menge bildet aber nur einen Bruchteil des für eine SALCOS®-Umsetzung notwendigen Wasserstoffs.

Zum Projekt WindH2Zum Projekt GrInHy2.0

Die Zukunft im Blick – Unsere Erfolge

SALCOS® ist ein umfangreiches Projekt in verschiedenen Teilschritten. Während unseres Transformationsprozesses feiern wir viele kleinere und größere Erfolge. In den Pressemeldungen der Salzgitter-Holding halten wir Sie zu allen Entwicklungen rund um das Thema SALCOS® auf dem aktuellsten Stand.

17.05.21 | Pressemeldung der Salzgitter AG

Weiterer Baustein für die CO2-arme Stahlproduktion

Die Salzgitter AG setzt heute einen weiteren Baustein für die CO2-arme Stahlproduktion: Im Rahmen von SALCOS – SAlzgitter Low CO2-Steelmaking erfolgt der Spatenstich für den Bau von μDRAL,...

08.04.21 | Meldung der Salzgitter AG

Salzgitter AG präsentiert SALCOS® auf Wasserstoff-Panel

Die Salzgitter AG präsentiert auf der Hannover Messe Digital das Transformationsprojekt SALCOS® – SAlzgitter Low CO2 Steelmaking, das eine drastische Senkung der CO2-Emissionen mittels...

11.03.21 | Pressemeldung der Salzgitter AG

„Windwasserstoff Salzgitter – WindH2“ - Ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Dekarbonisierung der Stahlindustrie

Salzgitter AG, Avacon und Linde haben einen wichtigen und beispielgebenden Schritt auf dem Weg in die Dekarbonisierung der...

10.12.20 | Meldung der Salzgitter AG

Weltweit größte Hochtemperatur-Elektrolyse hat in Salzgitter Probebetrieb aufgenommen

Im Rahmen des von FCH geförderten Forschungsprojekts GrInHy2.0 hat die Salzgitter Flachstahl GmbH die weltweit größte Hochtemperatur-Elektrolyse...

bis 2050

Vollständige SALCOS®-Umstellung: CO2-Senkung größer 95 %

ab 2030

Zweite SALCOS®-Ausbaustufe: CO2-Senkung um 50 %

2026

Erste SALCOS®-Ausbaustufe: CO2-Senkung um 30 %

2022

Inbetriebnahme erste flexibel mit Wasserstoff- und Erdgas-betriebene Direktreduktionsanlage

2021

Inbetriebnahme WindH2-Elektrolyse

2020

Inbetriebnahme weltgrößte Hochtemperatur-Elektrolyse (GrInHy2.0)

2020

Inbetriebnahme „Windpark Salzgitter“ (30 MW)

2020

Start SALCOS®-Begleitforschung (BeWiSe, MACOR-Nachfolgeprojekt)

2019

Start GrInHy2.0

2017

Start SALCOS®-Machbarkeitsstudie (MACOR)

2016

Start Forschungsprojekt GrInHy

2015

Projektstart SALCOS®

SALCOS®- Erste Schritte

SALCOS® umfasst drei zentrale Bausteine und wird durch unterschiedliche Forschungsprojekte begleitet. Von der Wasserstoff-Erzeugung über die Sektorkopplung bis hin zur Eisenerz-Direktreduktion arbeiten wir mit unterschiedlichen Spezialisten zusammen. Das Konzept wird durch umfangreiche Studien zur technischen und wirtschaftlichen Realisierbarkeit unterstützt, anhand derer die notwendigen Rahmenbedingungen definiert und die nächsten Schritte terminiert werden.

Projektstufe 01 | Sektorkopplung von erneuerbaren Energien
01 │ Sektorkopplung von erneuerbaren Energien

WindH2 - Grüner Strom aus Windenergie

Der „Windpark Salzgitter“ wurde im Rahmen des Projektes WindH2 durch unseren Partner Avacon errichtet. Er besteht aus sieben Windkraftanlagen der Firma Vestas mit einer Nabenhöhe von 169 Metern. Eine Gesamtleistung von rund 30 MW ermöglicht es uns, grünen Strom aus Windkraft zu generieren. Unsere PEM-Elektrolyse erzeugt damit im Parallelbetrieb mit dem Hochtemperatur-Elektrolyser grünen Wasserstoff.

Projektstufe 03 │ Eisenerz-Direktreduktion
03 │ Eisenerz-Direktreduktion

µDRAL - Schrittweise Umstellung auf Direktreduktionsanlagen

Die erste flexibel mit Wasserstoff und Erdgas zu betreibende Eisenerz-Direktreduktionsanlage (DRI-Anlage) wird durch unseren Partner Tenova entwickelt und installiert. Sobald wir einen unserer Hochöfen durch eine solche, aber dann entsprechend größere Anlage ersetzen können, senken wir unsere heutigen CO2-Emissionen um ca. 30 %. Bis 2050 wollen wir alle unsere Hochöfen abgelöst haben und damit über 95 % der heutigen CO2-Emissionen einsparen.

Projektstufe 02 │ Wasserstoff-Produktion
02 │ Wasserstoff-Produktion

GrInHy2.0 - Grüner Wasserstoff durch Elektrolyse

Im Rahmen des Projektes GrInHy2.0 errichteten wir gemeinsam mit unseren Partnern Sunfire und Paul Wurth auf unserem Gelände den weltweit leistungsstärksten Hochtemperatur-Elektrolyseur. Durch Strom aus erneuerbaren Energien und Wasserdampf aus Abwärme der Stahlproduktion können mit einem hohen elektrischen Wirkungsgrad 200 Nm³ grüner Wasserstoff pro Stunde produziert werden.

Projektstufe 04 │ Forschung & Studien
04 │ Forschung & Studien

BeWiSe – SALCOS®-Begleitforschung

Mit der MACOR-Machbarkeitsstudie wurde die technische Umsetzbarkeit und Vorteilhaftigkeit unseres SALCOS®-Ansatzes bestätigt. Im Folgeprojekt BeWiSe (Begleitforschung Wasserstoff in der Stahlerzeugung) widmet sich das bewährte Team aus Fraunhofer Gesellschaft und Salzgitter Konzern der technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Optimierung des SALCOS®-Konzeptes.

Kurz und bündig: SALCOS®- Highlights im Video

SALCOS® ist unser Schlüssel zu einer CO2-armen Stahlproduktion und zugleich ein Weg, um die Zukunft des Stahlstandorts Salzgitter und der Arbeitsplätze zu sichern. Dieses Konzept, welches für uns von größter Bedeutung ist, möchten wir Ihnen auch in Bild und Ton näherbringen und unsere erreichten Meilensteine mit Ihnen teilen.

WindH2: Video zum Projekt "Windwasserstoff Salzgitter"

Übergabe des Förderbescheids

Übergabe des Förderbescheids

DWV Interview mit Prof. Fuhrmann

DWV Interview mit Prof. Fuhrmann

STIL-Magazin zum Thema SALCOS®

STIL-Magazin zum Thema SALCOS®

SALCOS® einfach erklärt

SALCOS® einfach erklärt

SALCOS®-VR Experience

SALCOS®-VR Experience

Pressestimmen zu SALCOS®

Mit dem Anstoßen des SALCOS®-Projektes und der damit einhergehenden Vorreiterposition in der Branche erregen wir auch in der Öffentlichkeit große Aufmerksamkeit. Wir freuen uns über wachsendes Interesse an dem Thema Carbon Direct Avoidance und darüber, dass auch andere Stahlhersteller diesen Weg zunehmend in Betracht ziehen.

kfw.de

01.10.2020

kfw.de

Deutschlands zweitgrößtes Hüttenwerk in Salzgitter will Stahl mit grünem Wasserstoff statt wie bisher mit Kohle herstellen. Technisch ist das bereits ...

EURACTIV Deutschland

08.10.2019

EURACTIV Deutschland

Um die europäischen Klimaziele einzuhalten und wettbewerbsfähig zu bleiben, muss sich die energieintensive Stahlindustrie neu erfinden. …

Deutsche Welle

26.07.2019

Deutsche Welle

Alle reden von einer Dekarbonisierung der Wirtschaft. Im Detail wird deutlich, welche Herkulesaufgabe das ist. Zum Beispiel bei der Herstellung von …

Spiegel Online

13.07.2019

Spiegel Online

Wasserstoff, hergestellt aus Ökostrom, ist für die Industrie nahezu die einzige Möglichkeit, klimaneutral zu wirtschaften. Der Aufwand für ...

Forschung für Nachhaltige Entwicklung BMBF

24.06.2019

Forschung für Nachhaltige Entwicklung BMBF

Die Stahlherstellung ist für einen großen Anteil der Treibhausgasemissionen in Deutschland verantwortlich. ...

Clean Wire Energy

22.05.2019

Clean Wire Energy

Volker Hille’s passion project could cut Germany’s entire CO2 output by almost one percent. He is head of corporate technology at Salzgitter Group ...

DVGW energie|wasser-praxis

11.04.2019

DVGW energie|wasser-praxis

Nicht erst seit dem Weltklimagipfel in Paris Ende 2015 ist der Begriff der Dekarbonisierung in aller Munde. Bis zum Jahr 2050 soll eine ...

VDI nachrichten

06.09.2018

VDI nachrichten

Salzgitter-Chef Heinz Jörg Fuhrmann skizziert im Interview den Weg zur wasserstoffbasierten Roheisenproduktion. ...

Wir machen den Unterschied – Für die Umwelt

Sie können den Unterschied nicht sehen, doch für unsere Umwelt wird er von großer Bedeutung sein. Während unsere Produkte mit der Umstellung auf eine CO2-arme Produktion von gewohnter, höchster Qualität bleiben, werden sich unsere Emissionen beträchtlich verringern. Wir haben ein klares Ziel vor Augen: 95 % weniger CO2-Ausstoß in der Stahlproduktion.

Unsere Produkte für eine nachhaltige Zukunft

Rohre für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff

Als Spezialist rund um das Produkt Rohr entwickelt die Mannesmann Line Pipe GmbH regelmäßig neue Anwendungsmöglichkeiten und kundenorientierte Lösungen.

Mannesmann Line Pipe GmbH steht in engem Kontakt mit nationalen und internationalen Instituten – insbesondere dem konzerneigenen Forschungsinstitut Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH, aber auch mit diversen Fraunhofer Instituten und Universitäten. An der Entwicklung nationaler und internationaler Standardisierung von Rohrproduktion, -lieferung und -anwendung ist die Mannesmann Line Pipe GmbH regelmäßig mit federführend beteiligt.

Forschung und Innovationen besitzen bei der Mannesmann Line Pipe GmbH den höchsten Stellenwert. Damit sichert sich die Gesellschaft eine führende Marktposition in Bezug auf die Produktqualität, die Einsatzmöglichkeiten von Stahlrohren, die Prozess- und Fertigungstechnik sowie anwendungsbezogene Kundenbedarfe.

Speziell für den Transport von Wasserstoff entwickelt und qualifiziert, übertreffen die mechanisch-technologischen Eigenschaften der Stahlrohre die Anforderungen der EIGA-Richtlinie und garantieren optimale Sicherheit und Lebensdauer.

Die Mannesmann Line Pipe GmbH hat eine eigene Microseite erstellt, auf der aktuelle Innovationen rund ums MLP-Rohr dargestellt werden.

Grüner Flachstahl mit weniger als ein Viertel des bisherigen CO2-Fußabdrucks

Die Salzgitter AG bietet ihren Kunden grünen Flachstahl in einem differenzierten Abmessungs- und Gütenspektrum an. Damit trägt das Unternehmen dem lebhaften Interesse an solchen Werkstoffen Rechnung.

Der CO2-Fußabdruck dieser Produkte wird weniger als ein Viertel des Bisherigen betragen. Um dies zu ermöglichen, wird eine der beiden Stranggießanlagen des Stahlwerks Peine für den Abguss von Brammen ausgerüstet.

Aus nachvollziehbaren technologischen Gründen sind hochwertige Flachstahlprodukte eine Domäne integrierter Hüttenwerke. Auf deren schrittweise Umstellung in Richtung CO2-armer, wasserstoffbasierter Metallurgie zielt unser Vorreiterprojekt SALCOS® ab.

Ein weiterer Meilenstein auf diesem Wege wird in wenigen Monaten mit dem ersten grünen Flachstahl markiert.

Für eine Vielzahl der Salzgitter Flachstahl Kunden ist es wichtig, ein physisch-real und nicht lediglich über mehr oder weniger theoretische Bilanzbetrachtungen CO2-reduziertes Erzeugnis zu erhalten.

Die Rahmenbedingungen für unsere Transformation

Wir haben uns mit SALCOS® bewusst für eine sogenannte „Carbon Direct Avoidance (CDA)“-Strategie entschieden, bei der die Entstehung von CO2 vermieden wird. Mit diesem Vorhaben nehmen wir eine Vorreiterposition in der Branche ein. Die dazugehörigen Herausforderungen sind umfangreich und die Hürden vorrangig wirtschaftlicher Natur. Die Kosten für Erdgas, Wasserstoff und erneuerbare Energie sind im Vergleich zu denen der heute eingesetzten Kohle deutlich höher und so sind wir auf entsprechende politische Rahmenbedingungen angewiesen, um weiterhin wettbewerbsfähig zu sein.

Internationaler
Wettbewerb

Um die für SALCOS® notwendigen Technologien zu finanzieren und die höheren Betriebskosten auszugleichen, müssten passende regulatorische Rahmenbedingungen geschaffen werden. Als international agierender Konzern auf dem Weltmarkt ist die Umlage der erhöhten Kosten auf das Produkt jedoch nicht möglich, weil der Preisdruck immens ist. In anderen Ländern wird Stahl kostengünstiger, dafür aber mit mehr Emissionen und unter Einhaltung geringerer Standards produziert.

Integration ins
Hüttenwerk

Eine der größten technischen Herausforderungen besteht in der Integration der neuen Anlagen in das vorhandene Hüttenwerk. Weltweit wurde dieses Vorhaben bisher noch nicht umgesetzt. Salzgitter könnte also das erste Stahlunternehmen sein, welches eine Direktreduktionsanlage sukzessive in ein integriertes Hüttenwerk einbindet.

Wirtschaftliche
Kriterien

Mit der Machbarkeitsstudie MACOR hat unser Team von Salzgitter Flachstahl und Salzgitter Mannesmann Forschung gemeinsam mit Fraunhofer-Instituten geprüft, ob die Pläne zur CO2-Reduktion in unserem Hüttenwerk – neben technischen und ökologischen – auch wirtschaftlichen Anforderungen standhalten. Die Realisierbarkeit von SALCOS® hängt u.a. davon ab, wie sich z.B. die EEG-Umlage entwickeln wird. Darüber hinaus wurden bereits umfangreiche Berechnungen durchgeführt.

Verantwortung für
Region und Mitarbeiter

Wir haben uns mit SALCOS® bewusst dafür entschieden, das Szenario so zu entwerfen, dass die Anlagen in unserem integrierten Hüttenwerk am Standort Salzgitter zum Einsatz kommen könnten. Eine Verlagerung der Produktion ins nicht-europäische Ausland, um den Bedarf an CO2-Zertifikaten zu reduzieren, sogenanntes Carbon Leakage, widerspricht unserer Vorstellung von regionaler und globaler Verantwortung.

Emissionsrechtehandel
der EU

Für die CO2-Emissionen müssen Firmen innerhalb der Europäischen Union Zertifikate kaufen, die ihnen die Emission einer bestimmten Menge Kohlenstoffdioxid erlauben. In Europa wird mit diesen Papieren gehandelt. Um die Emissionen in Zukunft zu verringern, soll die Verfügbarkeit der Zertifikate in der 4. Handelsperiode ab 2021 drastisch reduziert werden. Dadurch soll der Zertifikatepreis (European Union Allowance (EUA, EU-Emissionsberechtigung)) erhöht werden. Diese enormen Mehrkosten betreffen nur die europäischen Konzerne, die dadurch ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit in Gefahr bringen oder gar verlieren.

Verantwortung für
unsere Umwelt

Wir begreifen Nachhaltigkeit als Konzept ganzheitlicher Verantwortung. Aus diesem Grund haben wir uns für die sogenannte Carbon Direct Avoidance (CDA)“-Strategie entschieden, bei der das CO2, welches bislang prozessbedingt bei der Reduktion des Eisenoxids im Hochofen entsteht, direkt vermieden wird. Mit SALCOS® erarbeiten wir ein Konzept für dieses Vorhaben.

Technische
Realisierbarkeit

Unser Vorhaben ist technisch sehr reif und zeitnah umsetzbar. Das Team von SALCOS® und diverse externe Experten arbeiten weiter an einer Optimierung des SALCOS®-Konzeptes. Die SALCOS®-Umsetzung sieht einen mehrjährigen Transformationsprozess vor, bei dem Hochöfen und Konverter schrittweise durch Direktreduktionsanlagen und Elektrolichtbogenöfen ersetzt werden.

Klimaziele
der EU

Die Europäische Union beteiligt sich maßgeblich am Weltklimaschutz. Sie formulierte dafür bereits in der Vergangenheit zahlreiche Programme und Vorschriften, die die CO2-Emissionen vor allem im industriellen Umfeld senken sollen. Ein wichtiges Instrument für dieses Ziel ist der Emissionshandel. Gegenüber dem Stand von 1990 sollen die CO2-Emissionen in der EU bis 2030 um 55% gesenkt werden, um bis 2050 dann klimaneutral zu sein.