Die Stahlerzeugung ist für viele Volkswirtschaften weltweit eine lebenswichtige Industrie, sie trägt jedoch auch erheblich zu den globalen Treibhausgasemissionen bei. Einer der Hauptverursacher dieser Emissionen ist die Verwendung von Hochöfen, die die primäre Methode zur Herstellung von Eisen im Stahlherstellungsprozess sind. Eine neuartige Anpassung für bestehende Hochöfen könnte die Emissionen der Stahlerzeugung jedoch potenziell um bis zu 90 % reduzieren.
Die fragliche Anpassung ist die Verwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel anstelle von herkömmlichen fossilen Brennstoffen wie Kohle und Koks. Beim Einsatz von Wasserstoff reagiert dieser mit dem Eisenerz im Hochofen zu flüssigem Eisen und setzt als Nebenprodukt statt Kohlendioxid Wasserdampf frei. Dieses als „Wasserstoff-Direktreduktion“ bekannte Verfahren wurde jahrzehntelang untersucht und erprobt, hat sich jedoch in der Stahlindustrie noch nicht weit verbreitet. Einer der Gründe dafür sind die Kosten und die Verfügbarkeit von Wasserstoff. Derzeit wird der Großteil des Wasserstoffs durch das Dampf-Methan-Reformierungsverfahren hergestellt, bei dem große Mengen Kohlendioxid als Nebenprodukt freigesetzt werden. Mit der rasanten Entwicklung der erneuerbaren Energien und der Elektrolyse wird die Produktion von „grünem Wasserstoff“ aus erneuerbaren Quellen wie Wind- und Sonnenenergie jedoch immer kostengünstiger. Darüber hinaus könnte die Verwendung von Wasserstoff in Hochöfen auch zu weiteren Vorteilen für die stahlerzeugende Industrie führen. Beispielsweise könnte es möglicherweise die Effizienz des Stahlherstellungsprozesses steigern, Kosten senken und die Qualität des produzierten Stahls verbessern. Darüber hinaus kann die Wasserstoff-Direktreduktion auch mit der CO2-Abscheidungs- und -Nutzungstechnologie kombiniert werden, um die Emissionen weiter zu reduzieren. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Anpassung der Wasserstoff-Direktreduktion auch erhebliche Investitionen in die Infrastruktur erfordern würde, einschließlich der Entwicklung neuer Technologien, der Modifikation bestehender Hochöfen und des Baus von Wasserstofferzeugungs- und -verteilungsnetzen. Darüber hinaus würde die Verwendung von Wasserstoff-Direktreduktion eine erhebliche Änderung des derzeitigen Stahlherstellungsverfahrens und die Entwicklung neuer Fachkenntnisse und Fähigkeiten in der Industrie erfordern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung von Wasserstoff als Reduktionsmittel in Hochöfen das Potenzial hat, die Emissionen der Stahlerzeugung um bis zu 90 % zu reduzieren. Die Anpassung würde erhebliche Investitionen und Veränderungen in der Branche erfordern, kann aber auch zu anderen Vorteilen wie gesteigerter Effizienz, reduzierten Kosten und verbesserter Stahlqualität führen. Da die Kosten für die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff sinken und der Bedarf an Dekarbonisierung steigt, wird erwartet, dass die Einführung dieser Technologie in der Stahlindustrie in den kommenden Jahren zunehmen wird.