Grüne Transformation: Klarer Bonus für Stahlschrott

Weil Stahl aus Stahlschrott zu recyceln die mit Abstand umweltschonendste und nachhaltigste Methode der Stahlherstellung ist und jetzt weltweit immer mehr Hochöfen durch Direktreduktionsanlagen und Elektrolichtbogenöfen ersetzt werden, die einen erhöhten Bedarf an Stahlschrott haben, wird „Alteisen“ jetzt zunehmend zur knappen Ware und es wird immer wichtiger den kostbaren Rohstoff bestmöglich einzusammeln, zu klassifizieren und aufzubereiten.

Im Zuge der Dekarbonisierung ist der vermehrte Einsatz von Stahlschrott in der Stahlproduktion das Mittel der Wahl zur Reduktion der CO₂-Emissionen, denn das Recycling spart im Schnitt 1,67 t CO₂ im Vergleich zur Herstellung aus Eisenerz via Hochofenroute. Umgerechnet ist das die Menge CO₂, die ein PKW, auf einer Strecke von 9.000 km ausstößt. Jede vermiedene Tonne CO₂ steht gleichzeitig aber auch für vermiedene Kosten, die der Klimawandel mit sich bringt, für heutige, besonders aber für zukünftige Generationen. Experten der Fraunhofer Institute für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) und Internationales Management und Wissensökonomie (IMW) haben im Rahmen der Studien „Schrottbonus“ (2019) und „Schrottbonus konkret“ (2021) nun die genaue Kosteneinsparung ermittelt. Der zur Veranschaulichung hierzu verwendete gleichnamige Indikator „Schrottbonus“ misst die Klima- und Umweltkosten, die durch den Einsatz einer Tonne Stahlschrott eingespart werden.

Die Studien fußen auf aktuellen Ökobilanzen der Stahlindustrie und ihrer Rohstofflieferanten, die den gesamten Produktionsprozess auf dem Hintergrund seiner Emissionen erfassen: Vom Abbau im Bergwerk, über den Transport bis zur Anlieferung am Tor des Stahlwerks, beziehen die Fraunhofer-Experten sämtliche anfallenden CO₂-Emissionen in ihre Rechnung mit ein. So lassen sich ein hypothetischer 0-Schrott-Produktionsprozess und ein Nur-Schrott-Produktionsprozess vergleichen und die daraus resultierenden CO₂-Einsparungen bestimmen. Für die Umrechnung der ermittelten CO₂-Einsparungen in Euro, sprich der Ermittelung des Schrottbonus, orientierten sich die Fraunhofer-Experten an gängigen ökonomischen Studien, welche die gesamtwirtschaftlichen Kosten von Umweltschäden schätzen.

Unter Zugrundelegung eines Best-Case- und Worst-Case-Szenarios ermittelten die Experten hierbei einen Korridor von rund 30 € pro t CO₂ (unterer Referenzwert) bis 110 € pro t CO₂ (oberer Referenzwert), was einem „Most-likely“ von etwa 70 € pro t CO2 entspricht, die in der Stahlproduktion ausgestoßen wird.

In Folge ergibt sich daraus nun ein Schrottbonus zwischen 79 € und 213 € pro t recyceltem Kohlenstoff-Stahlschrott. Das heißt: So viel Geld bliebe der Gesellschaft aufgrund geringerer Klima- und Umweltschäden erspart. Die mittlere Referenz beträgt 146 € pro t.

Für austenitischen Edelstahl-Schrott ergibt sich ein noch deutlich höherer Wert: zwischen 230 € und 766 € lautet hier der Bonus-Korridor, da jede recycelte Tonne Stahl durchschnittlich 6,7 Tonnen CO₂ einspart. Zur besseren Vorstellung: 6,7 t sind die Menge, die bei der Verbrennung von ca. 2.800 l Benzin freigesetzt werden, womit ein Pkw eine Fahrtstrecke von 36.000 km zurücklegen kann.

Auf die gesamte europäische Stahlproduktion bezogen, errechnen die Experten für das Jahr 2021, dass durch den Einsatz von 87,9 Mio. t Schrott umgerechnet Umweltkosten zwischen 7,0 und 18,7 Mrd. € eingespart werden konnten.

Angesichts dieser eindrucksvollen Kostenersparnis belegt der Schrottbonus-Indikator die Notwendigkeit einer schrottbasierten Stahlproduktion.

Doch Schrott ist nicht gleich Schrott. Jedes Mal ist die Materialzusammensetzung anders, abhängig zum einen davon, welche Rezeptur ursprünglich bei der Stahlherstellung verwendet wurde – es gibt über 2.000 verschiedene – und, wie hoch der Verunreinigungsgrad mit anderen Metallen oder Materialkomponenten ist. Vor allem zu hohe Kupfer und Zinn-Anteile sind problematisch in der Schrottschmelze und beeinträchtigen die Qualität des zu produzierenden Stahls. Damit die Stahlproduzenten bestmöglich die für Ihre jeweiligen Rezepturen geeigneten Schrotte in möglichst gleichbleibender und homogener Qualität erhalten, versuchen Lieferanten wie die Remondis-Tochter TSR nun ihre Schrotte nochmals deutlich feinstufiger und sortenreiner zu klassifizieren und entsprechend der Rezepte der „Stahlkocher“ aufzubereiten und die Homogenität der Schrotte auch per Qualitätssiegel zu garantieren. Erstes Vorzeigeprodukt dieser Schrotte neuen Typs ist „TSR40“, eine neue Schrottsorte, die besonders für den Einsatz in Hochöfen geeignet ist.

TSR40

Der neue Schrottwertstoff ist eine Verbesserung basierend auf dem „E40“ von TSR Recycling, der aus geschredderten Autoteilen und Haushaltsgeräten besteht. Die Verunreinigungen, z.B. durch Kupfer, Chrom oder Nickel sind dank teilweise völlig neu entwickelter Mess-, Detektions- und Separationstechnologien sehr gering. Auch organische Bestandteile sind nahezu nicht vorhanden. Das Resultat ist ein sehr homogener und vergleichsweise von Verunreinigungen freier Schrottwertstoff mit klar definierten Qualitäten. In einer Welt, in der jede vierte Stahlschrott-Lieferung von den Stahlproduzenten beanstandet wird, stellt dies ein gänzlich neues Qualitätslevel dar.

"Es ist wie das Rezept eines Kuchens - wir geben den Stahlherstellern ein Material mit einem klar definierten Inhalt", sagt Christian Blackert, Leiter des TSR-Betriebs Rhein-Ruhr.

Außerdem haben die Stahlproduzenten mit der neuen Schrottsorte ein homogenes Material vorliegen. Durch eine ausgeklügelte Zerkleinerungs- Mahl-und Separationstechnik erlangen die TSR-Experten Einheit in Kontur und Größe. So werden Verstopfungen beim Materialtransport vermieden.

"Mit TSR40 verlassen wir den Weg, im Wesentlichen Abfall zu verkaufen, und gehen dazu über, Schrott den Status eines Produktes zu geben", sagte Blackert jüngst bei der Vorstellung des Projektes auf dem ecoMetals Day in Düsseldorf im vergangenen Herbst.

Finanziert wird die TSR40-Entwicklung durch das „REDERS“-Projekt zusammen mit thyssenkrupp. REDERS steht für Reduzierung der CO2-Emissionen durch Erhöhung der Recyclingquote in der Stahlerzeugung. Das Land Nordrhein-Westfalen fördert das Projekt mit 6,4 Mio. €. Die TSR40-Aufbereitungsanlage steht im Duisburger Binnenhafen, die sogenannte „Schrottinsel“. Dort sollen jährlich nun 450.000 t Schrott aus Altfahrzeugen, Mischschrott, Haushaltsgroßgeräten, etc. zum Qualitätsschrott TSR40 verarbeitet werden. Am Ausgang der Anlage fallen 330.000 t Schrott und 110.000 t Restmüll an, der für den Einsatz sowie in Hochöfen als auch für Elektrolichtbogenöfen geeignet sein soll.

Der TSR40 steht für einen neuen, sauberen und qualitativ hochwertigen Schrottwertstoff der für die Stahlindustrie in großen Mengen verfügbar sein soll. Die Aufbereitungsanlage in Duisburg sei, so Blackert, nicht nur ein Meilenstein für die gesamte Branche, sondern auch ein Leuchtturmprojekt. So könnten die Stahlindustrie und ihre weiterverarbeitenden Branchen nun die nächsten Schritte in Richtung grüne Transformation wagen. Mit einer hohen Verfügbarkeit von TSR40 ließen sich so größere Mengen an nachhaltigen Qualitätsprodukten, z.B. in der Automobilindustrie, herstellen.

Den Kreislauf schließen

Stahl ist unendlich recycelbar, allerdings nur, wenn er denn auch nach Erreichen seiner Produktlebensdauer auch umfassend gesammelt und im Kreislauf gehalten wird. Getreu dieser Logik bemühen sich schon heute immer mehr Stahlproduzenten im Schulterschluss mit ihren stahlverarbeitenden Kundendarum, zirkulär zu denken: Vorreiter in Sachen Nachhaltigkeit ist vor allem die deutsche Automobilindustrie. In einer Partnerschaft zwischen Volkswagen und dem deutschen Stahlhersteller GMH-Gruppe beispielsweise wird mit Hochdruck daran gearbeitet, einen geschlossenen Stahlkreislauf herzustellen.

So liefert Volkswagen in Osnabrück im Rahmen der Partnerschaft seine Metallabfälle ins 10 km entfernte Werk von GMH-Georgsmarienhütte, wo der Schrott dann recycelt wird. Das Endprodukt ist wieder Hightech-Stahl für den Autobauer. Mit dem Prozess-Zwischenschritt, dass im Volkswagenwerk Baunatal/Kassel der von GMH gelieferte Stabstahl zu Blechstahl weiterverarbeitet wird und von dort der recycelte Stahl zurück in die Wertschöpfungskette von Volkswagen Osnabrück kommt.

In den Jahren der Zusammenarbeit stieg die Jahrestonnage fortschreitend an und lag 2022 bereits bei 4000 t Metallschrott, der bei GMH ein neues Leben erhält.

Alexander Becker, CEO der GMH-Gruppe, sieht im geschlossenen Kreislauf die Zukunft: "Mit einem derart reduzierten Kohlenstoff-Fußabdruck wird unser grüner Stahl die Dekarbonisierung aller Lieferketten sowie der Endprodukte, in diesem Fall des Fahrzeugs selbst, stark unterstützen. Für große Kohlenstoffemittenten wie den Automobilsektor ist dies besonders wichtig. Ein Elektroauto, das aus grünem Stahl hergestellt und mit erneuerbaren Energien betrieben wird, ist definitiv der richtige Weg."