Grüner Stahl

Immer wieder ist von so genannten "grünen Stahl" die Rede, also Stahl der ohne Einsatz von Kohlenstoff hergestellt wird. Doch ist dies wirklich möglich? Schließlich legt der Kohlenstoff die Eigenschaften des Stahls fest!

Um ohne Kohlendioxidemission Eisen herzustellen gibt es prinzipiell zwei Grundvarianten:

* Elektrolyse
* Wahl eines anderen Reduktionsmittels

Bei der Elektrolyse gibt es zwei Grundvarianten: Schmelzflußelektrolyse und Elektrolyse wässriger Lösungen. In wie weit werden diese Verfahren für die Herstellung von "grünen Stahl" diskutiert?

Als alternative Reduktionsmittel kommen insbesondere Aluminium und Wasserstoff in Frage. Aluminium wird beim Thermitschweißen eingesetzt. Für großtechnischen Einsatz dürfte aktiviertes Aluminium zu teuer sein. Allgemein wird Wasserstoff favorisiert, doch ist der Einsatz wirklich besser als eine Gewinnung durch Elektrolyse? Und wie soll der Kohlenstoff den so gewonnenen Eisen zugeführt werden? In Form von Graphit?

Pressemeldung
---

Umstellung eines Hüttenwerks auf klimaneutrale Stahlproduktion
https://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2023/dezember-2023/umstellung-eines-huettenwerks-auf-klimaneutrale-stahlproduktion.html

Marfrank schrieb:Immer wieder ist von so genannten "grünen Stahl" die Rede, also Stahl der ohne Einsatz von Kohlenstoff hergestellt wird. Doch ist dies wirklich möglich? Schließlich legt der Kohlenstoff die Eigenschaften des Stahls fest!

Unter "grünen Stahl" versteht man einen Stahl, bei dessen Produktion weniger Kohlenstoffdioxid entsteht.

Sprich das man die Energie für die Hochöfen oder Lichtbögenöfen "Kohlendioxidneutral" herstellt, zum Beispiel über Windkraftanlagen oder Photovoltaikanlagen.

Dann nutzt herkömmlich Koks nicht nur als Energieträger sondern auch als Reduktionsmittel im Hochofen, hierbei entsteht bei der Reaktion zwischen Koks und Luftsauerstoff u.a. Kohlenmonoxid , welcher dann am "Fuß" des Hochofen unter Reaktion des Eisenoxid zu Kohlendioxid reagiert. Dies macht man in erster Linie um den Sauerstoffgehalt zu in der Schwelze/Schwäme zu reduzieren.

Nun möchte man dafür Wasserstoff nutzten, sprich der Wassserstoff soll das Eisenoxid reduzieren.


Und ja, bei dem Prozess der Schmelze wird auch Kohlenstoff als Legierung gebunden.
Dieser ist bei Roheisen meist so hoch, das dieser durch frischen verringert werden muss.

Man kann jedoch auch den Kohlenstoffgehalt durch "aufkohlen" erhöhen, hierbei wird durch Wärmebehandlung dem Stahl/Eisen Kohlenstoff zugeführt. Hierbei gibt es mehrere Möglichkeiten, zum Beispiel über das ein Trägergas aus Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Stickstoff.