Die EU hat Maßnahmen zum „Schutz der heimischen Stahlindustrie“ beschlossen. Damit sich das lohnt, wird der Stahl aber erst einmal verteuert: im Rahmen des CO2-Wahns fallen demnächst CO2-Abgaben in Höhe von ca. 500 €/to. Um diesen Betrag erhöhen sich die Produktionskosten beispielsweise von Fahrzeugen, bei denen man davon ausgehen kann, dass so ein ordentlicher Klotz mindestens eine Tonne Stahl in sich trägt. Zuzüglich Mehrwertsteuer, versteht sich.

Einem Stahl verbrauchenden Industriebetrieb stehen damit genau 4 Möglichkeiten in der Zukunft zur Verfügung:

1. Er verwendet weiterhin den normalen heimischen Stahl und zahlt pro Tonne eben einen Aufpreis.
2. Er bezieht Stahl aus dem Ausland, der aber durch EU-Maßnahmen künstlich verteuert wird, so dass am Ende das Gleiche herauskommt: das Auto wird in der Produktion deutlich teurer.
3. Er kauft deutschen imaginären Stahl aus nicht existierender Wasserstofftechnologie und ärgert sich hinterher über den technikuneinsichtigen Kunden, dessen Nachfrage für imaginäre Automobile bei Null liegt.
4. Er packt die Koffer und verlagert alles ins Ausland.

Falls nun Stahl aus dem Ausland bezogen wird, gilt eine Art Lieferkettengesetz: der Importeur muss bis hin zum umweltgerechten Ernährung der Arbeiter mit flatulenzmindernder Nahrung (Methan) erst mal nachweisen, wie der Stahl gewonnen wurde. Dann muss er so genannte Zertifikate nachkaufen, die den Auslandsstahl steuermäßig auf das gleiche Level heben wie den Inlandsstahl. CO2-Abgabe oder Zertifkate – es ist nichts anderes als eine zusätzlich Steuer, die im Säckel des Staates versickert.

Nicht existierende Technologie? Aber Wasserstoffstahl gibt es doch! Also schauen wir uns das genauer an. Dabei muss man sich zunächst und zwischendurch immer wieder die Größenordnung klar machen, über die gesprochen wird.

Zunächst braucht man Erze. Die kommen beispielsweise aus Brasilien per Schiff. Die ganz großen transozeanischen Erzfrachter transportieren bis zu 1 Million (!) Tonnen auf einer Fahrt. Bereits Be- und Entladen ist eine Kunst für sich, damit der Pott nicht zum U-Boot wird, wenn man zu viel von einer Stelle auf einmal entlädt. Daran ändert sich nichts, falls hier noch weiter produziert wird.

Herkömmliche Produktion

Man mischt Erz, Koks und Zuschlagstoffe und erhitzt das Ganze im Hochofen. Koks ist fast reiner Kohlenstoff, der aus geeigneten Kohlesorten durch Erhitzen unter Sauerstoffmangel erzeugt wird. Der Koks übernimmt zwei Aufgaben:

• Er liefert die notwendige Temperatur im Gemisch, damit sich überhaupt etwas tut, durch normale Verbrennung: Koks + Sauerstoff = CO2.
• Er reduziert das Erz zu Eisen: Koks + Eisenerz = Eisen + CO2

Das Ganze läuft mehr oder weniger kontinuierlich ab: vor dem Hochofen gibt es einen Haufen Silos, aus denen Erz, Koks und gezielte Zuschlagsstoffe in Eimer abgefüllt werden, die oben am Hochofen auf den Inhalt draufgekippt werden. Die heißen Abgase (CO2 und CO) werden verwendet, um die Luft, die unten kontinuierlich wie beim Start eines Grills eingeblasen werden, auf bis 800°C vorzuheizen (und danach für andere Zwecke als Prozessgas genutzt). Unten im Ofen sammeln sich Eisen und darüber Schlacke an, beides flüssig. Die Zuschlagsstoffe sorgen dafür, dass unerwünschte Stoffe im Erz in die Schlacke wandern, erwünschte Stoffe hinzu gefügt werden und die Schlacke auch sauber und getrennt auf dem Eisen schwimmt. In regelmäßigen Abständen wird der Ofen unten so geöffnet (abgestochen), dass Eisen und Schlacke in flüssiger Form in großen Kochtöpfen aufgefangen werden können (Fassungsvermögen so um die 200 to).

Alles ist so optimiert, dass man das passende Roheisen für Massenstahl bis zu den winzigsten Mengen an Spezialstählen alles gezielt erzeugen kann. Wobei „winzigste Mengen“ Größenordnungen vom 500 to bis zu einigen Tausend Tonnen umfassen.

Die Schlacke wird zum Abkühlen ausgekippt und ist der Rohstoff für Baustoffe unterschiedlichster Art bis hin zu Düngemitteln, also kein Abfall.

Das Roheisen enthält ca. 4% Kohlenstoff, was für die meisten Zwecke ungeeignet ist. Es kommt in einen Konverter (200 to oder mehr), in den unten Sauerstoff eingeblasen und der Kohlenstoff damit zu CO2 verbrannt wird. Durch weitere Zuschlagstoffe kann die Zusammensetzung des Stahls nun genau eingestellt werden. Das immer noch flüssige Rohprodukt wird je nach weiterem Prozesse in Behälter für die Schmiede zum Abkühlen abgefüllt oder direkt kontinuierlich in Walzstraßen eingespeist. Wir reden insgesamt in der Regeln von mehreren Millionen Tonnen! Pro Werk!

Wasserstoffstahl

Statt Koks braucht man Wasserstoff. Der wird in das zerkleinerte Erz geblasen, das dazu erst einmal aufgeheizt werden muss, damit die Reaktion „Eisenerz + Wasserstoff = Eisen + Wasser“ überhaupt stattfindet. Das geht zwar nicht bis den Temperaturbereich wie beim herkömmlichen Verfahren – die Flüssigphase wird nicht erreicht – aber am Grundsätzlichen ändert sich nichts: formal muss man Wasserstoff verbrennen, um auf Betriebstemperatur zu kommen, danach setzt die Reduktion ein.

Das Produkt ist Eisenschwamm, in der Regel in dieser Form völlig unbrauchbar. Er enthält immer noch Stoffe aus dem Erz, die man nicht sehen möchte, und noch keine Stoffe, die man drin haben möchte. Zu den wichtigsten Stoffen, die rein gehören, zählt Kohlenstoff. Damit man weiter kommt, muss der Schwamm erst einmal aufgeschmolzen werden. Normalerweise macht man das elektrisch (induktiv oder Lichtbogen), wozu man Unmengen an Strom benötigt, die man auch erst einmal haben muss (vermutlich auch aus Wasserstoffkraftwerken, wenn man den Idelogien folgt). Einmal flüssig kann der gewiefte Chemiker die Stahlqualität wieder so einstellen wie im anderen Verfahren, wobei aber jedem klar sein dürfte, dass die Verfahrensschritte sich nicht unwesentlich vom alten Verfahren unterscheiden. Der Rest läuft wie gewohnt.

Nicht existierende Technologie?

Klar, im Labor klappt das. Vielleicht auch noch im Technikum mit ein paar Hundert Kilogramm. Es sei aber daran erinnert, dass in dem Gewerbe selbst „winzigste Mengen“ in der Größenordnung vom ca. 500 to beginnen! Dazu muss man erst einmal enstprechende Mengen an Wasserstoff produzieren.

Angedacht ist die Produktion durch Elekrolyse, wobei der Strom aus Photovoltaik-Anlagen in irgenwelchen Wüstengebieten stammt. Photovoltaik-Farmen kennt jeder. Stehen inzwischen neben jeder Autobahn. Will man das realisieren, sprechen wir aber nicht über Farmen in der Ausdehnung von ein paar Fußballfeldern, sondern von Gebilden mit einer Kantenlänge vom 100 x 100 km = 10.000 km². Zuzüglich entsprechende dimensionierte Elektrolyseanlagen.

Wie kommt der Wasserstoff dann zu den Reaktoren? Pipelines? Die wären noch länger als die längsten Gaspipelines und obendrein macht elementarer Wasserstoff die Rohre spröde. Gastanker wie bei LNG? Während die Gasverflüssigung dafür sorgt, dass die CO2-Bilanz von Erdgas schlechter ist als die von Kohle, bricht bei der Wasserstoffverflüssigung der Wirkungsgrad auf deutlich unter 10% ein. Und gegen einen Unfall eines solchen Tankers in einem Hafen würden sich die Hamburger und Dresdner Feuerstürme im 2. Weltkrieg wie harmlose Lagerfeuer ausnehmen. Grüner Wasserstoff, also Ammoniak? Auch hier würden zusätzliche Techniken notwendig, die die Wirkungsgrade ins bodenlose einbrechen lassen – abgesehen, dass auch das Zeug wesentlich unangenehmer ist als LNG.

Fazit: die Technologie existiert nicht im notwendigen Maßstab und wird auch nie existieren.

Aber die Spezis haben noch ein As im Ärmel: Wasserstoff aus Erdgas. Ein Verfahren, das funktioniert, auch im größeren Maßstab. Allerdings wäre das so, als würde man die heutigen Verfahren so modifizieren, dass vorne statt 1 to Kohle nun 5 to oder mehr hineingesteckt werden, während hinten immer noch das gleiche herauskommt. Kohle reicht noch für ein paar Tausend Jahre, bei Erdgas reden wir aber schon beim heutigen Verbrauch eher von ca. 100Jahren.

Alternative

Es ist schon erstaunlich, dass vermutlich jeder Chemiker (zumindest die der älteren Generation, die sich noch nicht mit dem korrekten Gendern der verschiedenen Kohlenwasserstoff*innen auseinander setzen musste) problemlos diese Beziehungen herstellen kann, während die Konzernleitungen der Stahlkocher noch nicht einmal vorsichtig protestieren.

Nach der heutigen Firmenphilosophie ist das auch nicht nötig. Selbst ohne jegliche Kenntnis, was in dem von ihm geleiteten Konzern eigentlich produziert wird, liefern die betriebs- und finanzwirtschaftlichen Kennzahlen auch so nach einiger Zeit die Option 4 als umzusetzende Lösung, wobei man vielleicht noch einen Berater einschaltet, um die Quartalszahlen auf einem passenden Niveau für eine Boni-Erhöhung zu halten, obwohl alles den Bach hinab geht.

Für das dann nicht mehr arbeitende Volk bleibt dann immer noch eine seit mehreren 10.000 Jahren bewährte Technologie statt Eisen und Stahl: geschickt angeschlagener Feuerstein hat genügend scharfe Kanten, um auch weiterhin Messerstecherein zu veranstalten. Also: Back to the Roots – mit Faustkeil, Schleuder, Wurfholz und Bogen ziehen wir gegen Russeland.