Guten Abend zusammen,
Ich beziehe mich auf die Folge 238, Minute 22. Dort wird gesagt, dass der chemische Prozess, Stahl mithilfe von Koks zu produzieren, alternativlos ist. Aber das z.B. mit grünem Wasserstoff geheizt werden kann.
Das Gegenteil scheint der Fall zu sein. Bei der Stahlproduktion muss dem Eisenerz Sauerstoff entzogen werden. Klassischerweise wird dazu Koks verwendet. Wasserstoff kann hier aber alternativ als Reduktionsmittel angeboten werden und so mit dem Sauerstoff zu Wasserdampf reagieren.
Mehr dazu z.B: https://www.bmbf.de/de/gruener-wasserstoff-fuer-klimafreundlichen-stahl-12102.html
Was das heizen angeht, und das ist meine Meinung, halte ich Wasserstoff für einen sehr ineffizienten Energieträger - Strom wird zu Wasserstoff wird zu Strom wird zu Wärme im Lichtbogenofen. Die direkte Verwendung von grünem Strom ist hier primär sicherlich am effizientesten und Wasserstoff höchstens als Backup sinnvoll.
Zum Pro und Contra von Wasserstoff kann ich den Audible-Podcast „Sagmal du als Physiker“ S5E5 empfehlen.
In dem Moment, wo der Wasserstoff durch Verbrennung zur Reduktion des Eisens genutzt wird, entsteht ja aber zwangsläufig Wärme, die man zunächst einmal so nutzen kann.
Und was die Restwärme angeht, die da eventuell noch fehlt, ich habe jetzt keine Zeit das durchzurechnen, aber für die 1400-1600°C die im Hochofen benötigt werden ist eventuell noch nicht alles damit getan, so ist ja nicht direkt das Heizen mit Wasserstoff angesagt.
Es gibt ja durchaus genug andere grüne Methoden, um Wärme zu erzeugen. Das eigentliche Problem ist ja, den relativ effizienten Prozess des Hochofens, der ja aber gleichzeitig auch sehr komplex ist, so umzubauen, dass nicht von Anfang an Emissionen durch die Herstellung entstehen.
Wie man dann auf die Temperatur kommt, ist denke ich ein vergleichsweise geringes Problem.
ThyssenKrupp experimentiert bereits damit in Duisburg und steht im Finale einer Bundesweiten Ausschreibung dafür.
Bei dem Thema ist bisher meines Wissens nach noch mit das größte Problem genug (sauberen) Wasserstoff zu erhalten um die Hochöfen damit zu beheizen. Die bisher in Deutschland verfügbare Menge reicht da wohl bei weitem nicht aus und die Lieferung mit dem Schiff wie bei LPG ist wohl aktuell zu verlustreich.
Überhaupt wird es interessant wie sich die Verfügbarkeit von Wasserstoff entwickelt, wenn dies für Stahl, Autos, LKWs und was auch immer noch so genutzt werden soll. Es ist nicht unbedingt ein knapper Rohstoff aber wohl gefährlich und schwierig zu handhaben.
Grade das ist auch ein Argument gegen Wasserstoffautos. Wenn wir genug gürnen Strom hätten damit uns der Wirkungsgrat egal sein kann wäre das machbar. Aber mit Stahlproduktion und größeren Fahrzeugen haben wir ja genug Einsatzgebiete, die man in den nächstne Jahrzehnten kaum bedient bekommt.
ThyssenKrupp hat auf ihrer Webseite auch ein wenig dazu geschrieben.
Das trifft so nicht nicht zu: Der Prozess, wo Sauerstoff entzogen wird, ist die Produktion von Roheisen aus Eisenerz, nicht die Stahlproduktion.
Die Stahlproduktion ist dann der nächste Schritt, wo dem Roheisen der Kohlenstoff entzogen wird, und zwar klassisch durch Oxidation des Kohlenstoffs, indem man ins geschmolzene Roheisen Luft einbläst. Bei diesem Oxidationsprozess hilft Wasserstoff nur mittelbar, nämlich als Energieträger, um das Roheisen zu schmelzen.
Klar, wenn man den Prozess vom Erz zum Stahl insgesamt betrachtet, dann kann man Wasserstoff durchaus zur Reduktion einsetzen - nur sollte man dann präzise formulieren, dass der Wasserstoff bei der Produktion von Roheisen eingesetzt wird.
hier ist noch etwas Unwissen unterwegs ich versuche mal etwas Ordnung reinzubringen.
Zur stahlherstellung:Es gibt mehrere Wege. Wie oben bereits erwähnt gibt es den lichtbogenofen. Hier wird schrott eingeschmolzen. Auf Grund von zu wenig Schrott und mangelnder Qualität sind hier nicht alle gewünschten Stahlsorten erreichbar. Dann gibt es die integrierte Hochofenroute. Dabei wird erz verschiedener Qualitäten durch Koks u ggf Erdgas o einblaskohle reduziert. Dabei entsteht viel co2. In den vorgelagerten Prozessen wie sinteranlage u Kokerei entsteht natürlich auch schon einiges an co2. Temperaturen liegen hier oberhalb der schmelztemperatur. Dann gibt es die grossen Hoffnungen direktreduktionsverfahren. Dabei wird nicht im schmelzflüssigen Zustand reduziert sondern bei deutlich niedrigeren Temperaturen . Es gibt hier aktuell Anlagen, die mit reformierten Erdgas, also Kohlenmonoxid u Wasserstoff, arbeiten. Man hofft, dass es in Zukunft auch mit nahezu 100% Wasserstoff klappt.
Für den Umbau gibt es jetzt verschiedene Ansätze. Die zwei grossen sind Hochofen verbessern mit Integration von prozessgasen/Verwertung des co2 und Umstellung auf direktreduktionsverfahren. Hier hat h2 verschiedene vor u Nachteile.
Hauptprobleme sind aktuell fehlende Mengen an h2, die bezahlbar u grün sind, und funktionierende direktreduktionsverfahren. diese sind halt noch nie mit reinem Wasserstoff gelaufen. In Trinidad gab es eine solche Anlage, welche aber nie die 100 % hinbekommen hat und dann 2006 abgeschaltet wurde. Zudem sind weitere Investitionen notwendig. Kein Stahlwerk in Deutschland verfügt aktuell über eine erz pelletieranlage, die notwendig ist, und aktuell sichere Nebenprodukte, die in Zementindustrie u strassenbau eingesetzt werden, ändern.
Ich bin wirklich sehr für den Umbau, aber sehe viele verschiedene Probleme es bleibt spannend. Ich hoffe, dass ich etwas helfen konnte. Vielen Dank für den Podcast
ich versuche mal etwas Ordnung reinzubringen.