In ihrem Gastkommentar schreiben Chris Bataille, Analyst für Energie- und Klimapolitik, und Klimaökonom Gernot Wagner darüber, wie es gelingen kann, bis Mitte des Jahrhunderts fast das gesamte CO2 aus der Eisen- und Stahlerzeugung zu eliminieren.

Wie lassen sich die Emissionen in der Industrie senken? Besseres Recycling allein reicht nicht.
APA/dpa/Rolf Vennenbernd

Das Wissen um den grundlegenden chemischen Prozess der Eisenherstellung ist älter als das Periodensystem: Eisenerz + Kohle = Eisen + Kohlendioxid. Der letzte Teil – CO2 – hat die Eisen- und Stahlindustrie wegen ihres Beitrags zum Klimawandel ins Zentrum der Aufmerksamkeit gerückt. Stahl, eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung, allein ist für etwa acht Prozent der jährlichen weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich und für weit über zehn Prozent, wenn man die Emissionen aus der Stromerzeugung und dem Kohlebergbau einbezieht.

Glücklicherweise ist es sowohl technisch möglich als auch wirtschaftlich sinnvoll, bis Mitte des Jahrhunderts fast das gesamte CO2 aus der Eisen- und Stahlerzeugung zu eliminieren.

Es ist entscheidend, zunächst die Hauptquelle der Emissionen zu ermitteln. Mehr als 80 Prozent stammen aus dem ersten Schritt: dem Abbau von Eisenerz, das größtenteils aus Eisen und Sauerstoff besteht, und der chemischen Abtrennung des Sauerstoffs. Die wichtigste Zutat für diese Reduktion ist Kohle; daher die große Menge an CO2. An diesem Punkt wird die Umwandlung von Eisen in Stahl zu einem vergleichsweise emissionsarmen Prozess.

Noch mehr Recycling

Eine Möglichkeit, die Industrieemissionen zu senken, besteht also darin, diesen ersten Schritt ganz zu vermeiden, indem mehr Eisen- und Stahlerzeugnisse recycelt werden. Zwar liegt die Recyclingquote von Eisen und Stahl weltweit bei 80 Prozent, aber Stahl ist zu 100 Prozent recycelbar. Ein weiterer wichtiger Faktor ist Materialeffizienz, also weniger Stahl einzusetzen.

Stahl könnte zum Aushängeschild für Kreislaufwirtschaft werden, aber nur wenn Regierungen Maßnahmen einführen, die auf jeden Schritt in der Stahllieferkette abzielen. Sowohl das Recycling als auch die effiziente Materialnutzung sind mit zusätzlichem physischen, logistischen und unternehmerischen Aufwand verbunden, was bedeutet, dass die Industrie sie nicht automatisch einführen wird, selbst wenn beides letztlich die Kosten senkt. Die Bauordnung und die Vorschriften für den Fahrzeugbau müssen verbessert und die Stahlverbraucher verpflichtet werden, den gesamten Schrott zu recyceln. Die größte Herausforderung: Wir müssen den konventionellen Hochofen und das Sauerstoffaufblasverfahren als Arbeitspferde der Eisen- und Stahlproduktion ersetzen.

Politische Strategie

Als Ersatz für Hochöfen, die mit Kohle betrieben werden, gibt es derzeit zwei Möglichkeiten: Öfen, die mit emissionsarmem Wasserstoff betrieben werden, um dem Eisenerz Sauerstoff zu entziehen, und neuartige elektrochemische Verfahren, die dies mit Strom bewerkstelligen können.

Varianten der wasserstoffbasierten Option machen derzeit fünf Prozent der weltweiten Stahlproduktion aus, sind aber immer noch teurer als traditionelle Hochöfen. Die zusätzlichen Kosten belaufen sich auf etwa 180 bis 275 Euro pro Tonne an vermiedenem CO2. Auch wenn solche Preise aus klimapolitischer Sicht durchaus gerechtfertigt sein mögen, werden politische Interventionen nötig sein, um die Märkte mitzunehmen.

Billiger, kohlenstoffarmer Strom

Doch auch wenn die Dekarbonisierung der Stahlindustrie von anhaltend hohen Kohlenstoffpreisen profitieren würde, ist das, was wirklich notwendig ist, eine politische Strategie, die sowohl größer als auch gezielter ist. Die unmittelbare Aufgabe besteht darin, die erste Welle von Anlagen mit nahezu Nullemissionen zu bauen, damit sie zum neuen Standard werden können.

Das weltweit erste großangelegte Stahlwerk basierend auf sauberem Wasserstoff wird von H2 Green Steel südlich des Polarkreises in Schweden gebaut, einem Land, das nahezu ideale politische Bedingungen hierfür mitbringt. Zum einen fällt der Energie- und Stahlsektor unter das europäische Emissionshandelssystem, und zum anderen verfügt Nordskandinavien dank bereits vorhandener großer Wasserkraftwerke und neuer Windparks auch über reichlich kohlenstoffarmen Strom. Der ist billig und hat einen langfristigen Stromabnahmevertrag mit dem norwegischen Energiekonzern Statkraft ermöglicht, der Strom für weniger als 0,025 Euro pro Kilowattstunde liefern wird. Strom aus Wasserkraft, Wind und Sonne wäre auch in Österreich ähnlich billig. Allerdings setzt hier russisches Gas den Strompreis für alle, was etwa der Voestalpine enorme Standortnachteile beschert.

Bessere Technologien

Politische Entscheidungsträger können und müssen sich einschalten, um Technologien wie die von H2 Green Steel oder, vielleicht noch besser, dem Start-up Electra in den USA, das den elektrochemischen Ansatz verfolgt, auf den Weg zu bringen. Sie sollten über grundlegende wirtschaftsweite klimapolitische Maßnahmen hinausgehen und sich auf die Bereitstellung kostengünstiger, emissionsarm erzeugter Elektrizität und auf die Senkung der Investitionskosten für neue Technologien konzentrieren. Der Inflation Reduction Act in den USA trägt zur Verwirklichung des erstgenannten Ziels bei, greift bei der direkten Unterstützung revolutionärer Technologien zur Eisenerzeugung aber zu kurz. Er könnte womöglich sogar schaden, da er die Wasserstoffforschung und die Kohlenstoffabscheidung subventioniert, anstatt emissionsarme Eisen- und Stahlerzeugung im Allgemeinen.

Neue Hochöfen

Die Zeit drängt. Asiens großer Bestand an emissionsintensiven Hochöfen macht 75 Prozent der weltweiten Eisenproduktion aus und muss ab 2025 über zehn Jahre einer kostspieligen Generalüberholung unterzogen werden. Da sich die Kosten dafür auf bis zu 80 Prozent der Baukosten eines neuen Hochofens belaufen, bietet sich eine große Chance, in neuere, bessere Technologien zu investieren. Europa und Amerika können mit dem EU-Kohlenstoffgrenzausgleichsmechanismus und den Subventionen des Inflation Reduction Act einen Beitrag leisten. Doch um den Wert der neuen Technologien unter Beweis zu stellen, müssen Regierungen mehr und direktere Investitionen in diese Technologien tätigen – und zwar bald. (Chris Bataille, Gernot Wagner, Übersetzung: Sandra Pontow, Copyright: Project Syndicate, 4.12.2023)