Biomassenutzung in der Eisenerzeugung unter wirtschaftlichen und CO₂-mindernden Randbedingungen (BioFe)

Die Eisen- und Stahlindustrie steht kurz vor einer umfassenden Umstellung von Kohle auf grüne Wasserstoffverfahren. Der Übergang vom Hochofen zur wasserstoffbasierten Direktreduktion ist aufgrund der Knappheit von grünem Wasserstoff und des Mangels an geeigneter Infrastruktur erheblich erschwert, und die erdgasbasierte Direktreduktion wird als Brückentechnologie betrachtet. Bei der wasserstoffbasierten Direktreduktion stellen sich weitere Herausforderungen wie der höhere Energiebedarf aufgrund der stark endothermen Reaktionen oder die notwendige grüne Hochtemperaturzufuhr. Eisenschwamm enthält auch keinen Kohlenstoff, was sich negativ auf den Betrieb des Elektrolichtbogenofens auswirkt: unter anderem höhere Schmelztemperatur, erforderliche Zugabe von Kohlenstoff und mehr Eisenverlust in der Schlacke. Biomasse kann auf vielfältige Weise zur Direktreduktion eingesetzt werden und bietet eine Lösung für die oben genannten Problemstellungen: als Wärmequelle, als Reduktionsgas, und sogar in fester Form in der Pellet Herstellung. Auch eine kombinierte Nutzung der drei benannten Möglichkeiten ist denkbar. Dieses Projekt soll herausfinden, wie viel nachhaltige Biomasse für die Stahlindustrie zu Verfügung steht, wie diese optimal in der Eisenerzeugung DR integriert werden kann und wie groß die ökonomischen und ökologischen Auswirkungen sein könnten.