Het is staalproducent Thyssenkrupp als eerste bedrijf ter wereld gelukt om gemalen steenkool te vervangen door waterstof in hoogovens. De waterstof wordt gebruikt in een hoogoven om de zuurstof uit ijzererts te halen.

Op 11 november werd voor het eerst via één blaasmond in de hoogoven bij Duisburg waterstof geïnjecteerd. Voor die tijd hebben er alleen simulaties en kleine laboratoriumtests plaatsgevonden. Het staalbedrijf gaat de hoeveelheid waterstof geleidelijk opvoeren. Het is de bedoeling dat alle 28 blaasmonden van de hoogoven waterstof gaan toevoeren. Kolengruis is dan niet meer nodig.  

 

Duurzaam staal

‘Als je waterstof in een hoogoven gebruikt ontstaat er waterdamp in plaats van CO2 die bij kolengruis vrijkomt. De uitstoot van schadelijke gassen vermindert daardoor direct. In de loop van het project zal die afname steeds groter worden’, zegt Premal Desai, CEO van Thyssenkrupp Steel Europe. Het bedrijf ziet de toepassing van waterstof in een draaiende hoogoven als een mijlpaal op de weg naar duurzaam staal. Deze gebeurtenis laat zien dat dit op industriële schaal mogelijk is. ‘Het ruwe staal moet van minimaal dezelfde kwaliteit zijn als bij de huidige methode. Daarom analyseren en evalueren we elke stap en voeren we het gebruik van waterstof langzaam op’, zegt chief technology officer Arnd Köffler. Vanaf 2022 worden er nog drie hoogovens van de staalproducent op waterstof aangesloten. De overstap naar waterstof zorgt voor 19 % CO2-reductie per ton geproduceerd ruwijzer.
 

Roadmap van de staalproducent.

 

Pijpleiding voor waterstof

De deelstaat Noordrijn-Westfalen neemt 40 % van de kosten voor de testfase voor zijn rekening, 1 van de begrote 2,7 miljoen euro. Gasbedrijf Air Liquide brengt het waterstof nu nog per tankwagen naar Duisburg, maar Thyssenkrupp overweegt de aanleg van een pijpleiding.

 

Koolstofdioxide verwijderen

Als je deze stap in de staalproductie echt duurzaam wilt maken, moet ook de waterstof met duurzame energie worden geproduceerd. Air Liquide is zijn waterstofproductie geleidelijk aan het verduurzamen, door koolstofdioxide uit water te halen en zo waterstof te produceren. In 2020 wil het bedrijf 50 % van zijn waterstof uit duurzame bronnen halen (biogas, elektrolyse met wind- en zonnestroom en aardgas waarbij het CO2 voor recycling wordt afgevangen).
 

De fabrieken van Thyssenkrupp in de avond.

 

Hoogoven wordt smeltoven

Thyssenkrupp wil de komende decennia het hele staalproces verduurzamen. Vanaf halverwege 2020 gaat het bedrijf ook direct reduction-installaties (DR) bouwen die op waterstofhoudende gassen draaien. Deze DR-installaties produceren ijzerspons in plaats van vloeibaar ijzer. De hoogovens worden dan alleen nog gebruikt om de ijzerspons te smelten. Het reduceren van ijzererts vindt immers in de nieuwe DR-installaties plaats. Als deze verduurzaming eenmaal is doorgevoerd is moet de schadelijke uitstoot met 30 % zijn verminderd. Dat geldt voor zowel de productieprocessen in het eigen bedrijf als voor de energie die wordt ingekocht.

 

Klimaatneutraal produceren

Vanaf 2030 wil het bedrijf hoogovens vervangen door moderne elektrische vlamboogovens (electric arc furnaces). Deze ovens gebruiken veel minder energie bij het verwerken van ijzerspons tot ruw ijzer. De stroomtoevoer moet grotendeels uit duurzame energiebronnen komen. Vanaf 2050 wil Thyssenkrupp al het staal klimaatneutraal kunnen produceren. Voor de technische vernieuwingen heeft het bedrijf een bedrag van 10 miljard euro gereserveerd. Het bedrijf ontwikkelt bijvoorbeeld methoden om CO2 uit de uitlaatgassen van klassieke hoogovens te gebruiken om grondstoffen voor de chemische industrie te maken.
 

Beelden: Thyssenkrupp Steel Europe