Echter grüner Stahl-Fortschritt

Von

Veröffentlicht

Der britische Thinktank ReThink Energy hat seinen neuesten Bericht über den Wandel in der Stahlindustrie mit dem Titel „Green Steel Premium, Myth or Reality“ erstellt. Echter grüner Stahl ist möglich und jetzt wahrscheinlich. Sie beleuchten die Auswirkungen der russischen Invasion in der Ukraine und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Energiepreise sowie die Auswirkungen des US-amerikanischen Inflation Reduction Act.

Elektrifizierung der Stahlindustrie. Diagramm mit freundlicher Genehmigung von ReThink Energy.

Sie prognostizieren die rasche Elektrifizierung der globalen Stahlindustrie Mitte des nächsten Jahrzehnts – siehe die Grafik oben. Die Dekarbonisierung der Industrie wird schwierig, aber dank grünem Wasserstoff nicht unmöglich sein.

Die Inputkosten für Eisenerz, Kohle, Erdgas, Wasserstoff und Strom bestimmen, wie billig oder teuer Stahl sein wird.

Es gibt zwei Hauptmethoden für die Primärproduktion von Stahl: „den BF/BOF-Weg (Hochofen/Basis-Sauerstoff-Ofen) und den DRI/EAF-Weg (Direktreduktion von Eisen/Lichtbogenofen).“ Der BF/BOF-Pfad „macht 69 % der weltweiten Produktion aus und erfordert Eisenerz als Rohmaterial, das in einem Hochofen bei 1.000 Grad Celsius mit Hilfe von Kokskohle unter Luftabschluss reduziert wird. Der entfernte Sauerstoff reagiert mit.“ Kohlenstoff und erzeugt CO2-Emissionen. Flüssiges Eisen ist das Hauptprodukt eines Hochofens, das dann zu einem Sauerstoffofen transportiert wird, wo Sauerstoff durch die Flüssigkeit geblasen wird, um seinen Kohlenstoffgehalt zu senken und schließlich flüssigen Rohstahl zu erzeugen. Chrom und Nickel gehören zu den vielen Elementen und Verbindungen, die Rohstahl zugesetzt werden können – in diesem Fall zu Edelstahl –, um eine der 2.500 verschiedenen Stahlsorten herzustellen, die heute verwendet werden.“

Pro Tonne Stahl entstehen 1,9 Tonnen CO2-Emissionen.

Bei den DRI/EAF-Verfahren „ist die erste Stufe die Direktreduktion von Eisen, bei der Eisenerz mit Wasserstoff oder Erdgas und Kohlendioxid bei 800 Grad Celsius reduziert wird, um Eisenschwamm zu erzeugen. Dieser wird dann in einem Elektroofen geschmolzen.“ Lichtbogenofen zur Erzeugung von flüssigem Rohstahl.

Die Produktion einer Tonne Stahl über den DRI/EAF-Weg erfordert zwischen 3,5 MWh und 5,0 MWh Gesamtenergieeinsatz. Derzeit werden dadurch 1,15 Tonnen CO2 pro produzierter Tonne Stahl freigesetzt. Das Potenzial zur Dekarbonisierung des DRI-Pfads ist viel größer als der BF/BOF-Pfad, wenn im Reduktionsprozess ausschließlich grüner Wasserstoff und für den Betrieb des Elektrolichtbogenofens erneuerbare Energien verwendet werden. Es könnte möglich sein, die Emissionen vollständig zu eliminieren.

Der Stahl würde dann anhand seiner Farbe gekennzeichnet: grauer Stahl, der mit Wasserstoff aus Methan hergestellt wird, grüner Stahl, der mit Wasserstoff hergestellt wird, der durch Elektrolyse von Wasser entsteht und mit erneuerbarer Energie betrieben wird.

Stahl, der aus dem Recycling von Schrott hergestellt wird, wird als sekundäre Stahlproduktion bezeichnet. Derzeit sind dies nur 20 % der Produktion. ReThink Energy erwartet, dass dieser Anteil bis 2050 auf etwa 35 % ansteigt, da mehr Stahl recycelt wird.

Obwohl Eisenerz in etwa 50 Ländern abgebaut wird, stammt der Großteil aus Australien und Brasilien. Bei den Stahlproduktionskosten für Eisenerz und Kohle müssen auch die Versandkosten berücksichtigt werden. Der Preis für Erdgas wird kurzfristig den Preis für Stahl bestimmen, langfristig der Preis für Wasserstoff.

Aufgrund der anhaltenden Energiekrise ist der Preis für Kohle in die Höhe geschossen. Dies scheint den Abstand zwischen den Kosten von grünem Stahl und traditionellem Stahl verringert zu haben, wodurch die Zeit, in der grüner Stahl seinen traditionellen Konkurrenten unterbietet, etwas näher rückt.

Müssen Stahlverwender mit der Einführung der CO2-Grenzsteuer in Europa im Jahr 2026 eine Prämie für grünen Stahl zahlen? Dies kann sich lohnen, um die Steuer zu vermeiden und anspruchsvollen Verbrauchern sagen zu können, dass ihre Produkte nachhaltig produziert werden.

ReThink Energy prognostiziert, dass grüner Stahl in den nächsten 12 Monaten die günstigste in den USA produzierte Stahlform sein wird. Wasserstoff wird in den USA bereits relativ günstig produziert. Hinzu kommt die in der IRA angekündigte Subvention, und wenn es einen Vorrat an grünem Wasserstoff gibt, wird grüner Stahl der billigste Stahl sein. „Derzeit ist die günstigste Art der Stahlproduktion in Nordamerika das Gas-DRI/EAF-Verfahren – 836,15 $.“

Die Europäische Union wird sich wegen ihrer anhaltenden Stahlimporte wahrscheinlich auf Nordamerika konzentrieren. Russland war der zweitgrößte Stahlexporteur in die EU, ist jedoch dabei, seine Handelsbeziehungen zu beenden. Weitere Importe werden weiterhin aus Asien und anderen Nicht-EU-Ländern kommen. Die CO2-Steuer wird ins Spiel kommen und Zulieferer dazu bewegen, nach umweltfreundlicheren Optionen für die Stahlproduktion zu suchen.

ReThink Energy kommt zu dem Schluss: „Der Weg scheint geebnet zu sein, damit grüner Stahl nicht nur zu einem attraktiven Geschäftsmodell wird, sondern auch alle konkurrierenden Herstellungsmethoden deutlich unterbietet und den amerikanischen Anteil an der Stahlindustrie völlig verändert.“

Die EU ist etwas komplizierter. Da alle Rohstoffe importiert werden müssen, ist die Stahlproduktion in der EU tendenziell teurer als in den USA. Plus: „Das europäische CO2-Handelssystem hat es der Stahlindustrie ermöglicht, mindestens bis 2032 weiterhin kostenlose CO2-Verschmutzungszertifikate zu erhalten, und somit werden europäische Länder von der gleichen Art von Steuer immun sein, die ausländische Exporteure für den Verkauf in die EU zahlen müssen.“ ."

Diagramm mit freundlicher Genehmigung von ReThink Energy.

In der EU wird grüner Wasserstoff für 10 $/kg verkauft, vor allem weil er aus Australien importiert werden muss. Sobald es näher am Heimatort in großen Mengen produziert werden kann, wird der Preis sinken. Als Reaktion auf die IRA erwägt die EU auch eine Subvention für grünen Wasserstoff. Dies könnte sich bereits Ende nächsten Jahres auf die Branche auswirken. Dann wird grüner Stahl alle anderen Verfahren außer dem traditionellen BF/BOF unterbieten.

„Da grüner Wasserstoff immer billiger wird, prognostizieren wir, dass grüner Stahl im Jahr 2028 die derzeit günstigste BF/BOF-Methode unterbieten wird, wenn eine Tonne des nachhaltigen Produkts 889,24 US-Dollar kosten wird.“

China produziert 50 % des weltweiten Stahls, und da es den Großteil seiner Produktion verbraucht, gibt es keinen externen Druck, die Industrie zu dekarbonisieren. Chinas Netto-Null-Ziel für 2060 gibt ihm viel Spielraum. RE prognostiziert, dass grüner Stahl bis 2026 billiger sein wird als die meisten anderen Methoden der Stahlproduktion, unterstützt durch ein Wachstum der lokalen grünen Wasserstoffindustrie.

Diagramm mit freundlicher Genehmigung von ReThink Energy

Was die Wirtschaft anbelangt, ist Europa führend im Investitionswettlauf, wobei private Investitionen durch staatliche Zuschüsse ergänzt werden. China und Südkorea sind in Asien führend, wobei mit deutschen Automobilherstellern grüne Stahlverträge abgeschlossen werden. In den USA laufen nur wenige Forschungs- und Entwicklungsprojekte, während es in Kanada zwei groß angelegte Projekte für grünen Stahl gibt.

Hier in Australien erforschen Fortescue Metals und andere Produktionsmethoden. Darüber hinaus gibt es Projekte in Afrika, Chile und Brasilien.

RE geht davon aus, dass die Preise für grünen Stahl aufgrund sinkender Kosten für grünen Wasserstoff, unterstützt durch Subventionen und Kohlenstoffsteuern, sinken werden. Daher werden die Premiumpreise für grünen Stahl nicht lange anhalten. Da immer mehr Pilotprojekte umgesetzt werden, wird sich dies positiv auf die weitere Preissenkung auswirken. Der Markt wird sich in Richtung echten grünen Stahls bewegen.

David Waterworth ist ein pensionierter Lehrer, der seine Zeit damit verbringt, sich um seine Enkelkinder zu kümmern und dafür zu sorgen, dass sie einen Planeten zum Leben haben. Er setzt auf Tesla [NASDAQ:TSLA].

Machen Sie Werbung mit CleanTechnica, um Ihr Unternehmen monatlich Millionen von Lesern vorzustellen.

Hyundai erobert den Cybertruck-Look mit einer neuen Hybrid-Brennstoffzellenversion seines legendären Pony Coupé-Konzeptautos von 1974 zurück.

Staatsbeamte in Mississippi verbreiten weiterhin Anti-ESG-Rhetorik, aber direkt unter ihren Füßen nimmt ein riesiger Hub für grünen Wasserstoff Gestalt an.

NextEra Energy und CF Industries sind dabei, die Düngemittelwelt mit einem neuen grünen Wasserstoff- und Ammoniakunternehmen in Oklahoma auf den Kopf zu stellen.

Das Gesetz der unbeabsichtigten Folgen, grüne Wasserstoffversion, kommt im missglückten Krieg Russlands gegen die Ukraine voll zur Geltung.