Die Stahlindustrie gehört zu den energieintensivsten Branchen weltweit und steht gleichzeitig unter starkem Druck, ihre CO₂-Emissionen zu reduzieren. Ein Großteil der Emissionen entsteht im klassischen Hochofenprozess, bei dem Kohle als Energieträger und Reduktionsmittel eingesetzt wird.
Wasserstoff gilt als zentrale Schlüsseltechnologie, um diesen Prozess zu dekarbonisieren. Besonders in der sogenannten Direktreduktion ersetzt er Kohle vollständig und ermöglicht eine deutlich emissionsärmere Stahlproduktion.
Doch damit Wasserstoff in großem Maßstab in der Stahlproduktion eingesetzt werden kann, sind zuverlässige Infrastrukturen erforderlich und genau hier kommen Kompressoren ins Spiel.
Dieser Artikel wurde fachlich von Matthias Böckling, Business Line Manager, geprüft. Er ist hauptverantwortlich für Wasserstoff, Hochdruck-Verdichter und ist Experte im Bereich der Verdichtung von Gasen wie Wasserstoff, Biogas, Helium und Argon.
Im Zentrum der Transformation steht die sogenannte wasserstoffbasierte Direktreduktion (DRI):
Eisenerz wird mit Wasserstoff statt mit Kohlenstoff reduziert
Sauerstoff wird aus dem Erz entfernt
statt CO₂ entsteht Wasser als Nebenprodukt
Dieses Verfahren ermöglicht eine drastische Reduktion der Emissionen und ist eine der wichtigsten Technologien für „grünen Stahl“.
Zusätzlich wird Wasserstoff in weiteren Bereichen eingesetzt:
als Prozessgas in Reduktionsanlagen
als Energieträger für Hochtemperaturprozesse
perspektivisch auch als Ersatz für Erdgas in thermischen Anwendungen
Damit Wasserstoff in der Stahlindustrie eingesetzt werden kann, muss er zunächst:
erzeugt
gespeichert
transportiert
und dem Prozess in geeigneter Form zugeführt
werden.
Kompressoren übernehmen dabei eine zentrale Funktion:
Sie sorgen dafür, dass Wasserstoff entlang der gesamten Prozesskette auf die nötigen Druckniveaus gebracht wird – von der Elektrolyse bis zur Anwendung im Stahlwerk.
1. Verdichtung nach der Elektrolyse
Wasserstoff wird häufig direkt vor Ort mittels Elektrolyse erzeugt, allerdings zunächst bei vergleichsweise niedrigem Druck.
Kompressoren sorgen dafür,
2. Speicherung und Pufferung
Stahlwerke benötigen große Mengen Wasserstoff und das möglichst kontinuierlich.
Um Lastschwankungen auszugleichen, wird Wasserstoff:
Kompressoren ermöglichen hier eine effiziente Verdichtung, um die erforderliche Energiedichte zu erreichen.
3. Transport innerhalb der Anlage
Innerhalb eines Stahlwerks muss Wasserstoff zuverlässig verteilt werden:
von der Produktion zur Direktreduktionsanlage
zu verschiedenen Prozessstufen
oder zu Speichersystemen
Kompressoren stellen sicher, dass der notwendige Druck für Transport und Einspeisung jederzeit verfügbar ist.
4. Einsatz im Direktreduktionsprozess
Im eigentlichen Reduktionsprozess wird Wasserstoff als Prozessgas eingesetzt.
Dabei ist entscheidend:
ein stabiler Druck
eine gleichmäßige Versorgung
eine hohe Prozesssicherheit
Kompressoren tragen hier in den vorgelagerten Prozessen direkt zur Prozessstabilität und Effizienz bei.
Der Einsatz von Wasserstoff in der Stahlindustrie bringt besondere Anforderungen mit sich:
hohe Volumenströme (großindustrielle Prozesse)
kontinuierlicher Betrieb (24/7 Produktion)
hohe Anforderungen an Sicherheit und Dichtheit
Integration in komplexe Anlagenstrukturen
Zudem ist die Infrastruktur für Wasserstoff, inkl. Speicherung und Transport, noch im Aufbau, was die Systemintegration zusätzlich anspruchsvoll macht.
Wasserstoff spielt eine Schlüsselrolle bei der Transformation der Stahlindustrie hin zu einer klimaneutralen Produktion. Insbesondere in der Direktreduktion ersetzt er fossile Energieträger und ermöglicht erhebliche CO₂-Einsparungen.
Damit Wasserstoff jedoch in der Praxis eingesetzt werden kann, sind leistungsfähige Infrastrukturen erforderlich – und Kompressoren sind ein zentraler Bestandteil davon.
Sie übernehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette entscheidende Aufgaben:
Verdichtung nach der Erzeugung
Speicherung und Transport
stabile Versorgung im Produktionsprozess
Ohne geeignete Kompressortechnologie wäre der Einsatz von Wasserstoff in der Stahlindustrie in dieser Form nicht möglich.