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Stahl- und Metallbau ist nachhaltig

Foto von Jan Piatkowski auf Unsplash
Interview mit Dr. Reinhard Fandrich, Experte im Bereich Nachhaltigkeit und technischer Berater für Metallbau und Innovationsförderung beim Bundesverband Metall…

Metalle werden häufig als wenig nachhaltig eingestuft. Ist dies aus Ihrer Sicht gerechtfertigt?
Nein, diese Einstufung ist unverständlich und irreführend. Ohne den Werkstoff Metall und die Dienstleistungen des Metall- und Stahlbauerhandwerks ist nachhaltiges Bauen bspw. im Hochbausektor schwer denkbar. Stahl ist dabei Hauptkonstruktionswerkstoff für den Stahl- und Metallbau. In der Nachhaltigkeitsdebatte müssen daher besonders die Perspektiven des Werkstoffs unter Nachhaltigkeits- und Klimagesichtspunkten betrachtet werden. Gerade die Zukunftspotentiale von Stahl für die Kreislaufwirtschaft werden zu oft übersehen.

Wo liegen die wesentlichen Leistungen des Stahl- und Metallbauerhandwerks?
Das Stahl- und Metallbauerhandwerk fertigt, montiert und wartet Bauprodukte aus Stahl und Aluminium für das Bauwesen und sorgt für die Instandhaltung und Reparatur. Typische Produkte sind Fenster, Türen und Tore, Glasdächer, Fassaden, Feuerschutzanlagen, Schließ- und Sicherungstechnik, Zäune, Treppen, Geländer, Umwehrungen, Handläufe und Stahlbaukonstruktionen. Ohne diese Produkte sind zukunftsfähige Städte nicht denkbar. Mit seinen 240.000 Mitarbeitern und 16.000 Auszubildenden erzielt die Branche am Standort Deutschland einen Jahresumsatz von über 32 Mrd. Euro. Sie ist ein zentraler Faktor in der Wertschöpfungskette des Bauwesens – und Teil der Kreislaufwirtschaft.

Der Werkstoff Stahl ist also systemrelevant für unsere Gesellschaft. Können Sie dies veranschaulichen?
Die Bundesrepublik Deutschland erzeugt in typischen Jahren 40 bis 43 Mio. Tonen Rohstahl. Rund 35 % dieser Produktion wird im Bauwesen eingesetzt. Dazu wird der dieser Stahl von den klein- und mittelständischen Betrieben des deutschen Metallbauerhandwerks verarbeitet. Zudem setzen zentrale Branchen der deutschen Wirtschaft auf den Werkstoff Stahl, wie der Automobilbau, die Energietechnik, der Maschinenbau und die Metallwarenindustrie.

Wie wird Stahl heute erzeugt?

Mengenmäßig wird der Werkstoff Stahl in Deutschland zu zwei Dritteln erzbasiert als sog. Primärstahl im Hochofen-Konverter-Prozess hergestellt. Ein Drittel der Produktion erfolgt auf der Basis von Stahlschrott, der als sog. Sekundärstahl im Elektrolichtbogenofenprozess eingesetzt wird. Bis zu 80 % der CO2-Emissionen des Sekundärstahls entstehen nicht etwa durch den Prozess selbst, sondern durch die heutige Technik zur Erzeugung der erforderlichen elektrischen Energie für den Elektrolichtbogenofenprozess. Mit der schrittweisen Dekarbonisierung der Stromerzeugung bis 2045 und dem Ersetzen von Erdgas durch Wasserstoff wird der Sekundärstahl zwangsläufig klimaneutral.

Wie sehen Sie die Klimaperspektiven der Primär-Stahlerzeugung?
Die heutige Primärstahlerzeugung im Hochofen-Konverter-Prozess ist mehr als viermal so CO2-intensiv wie die Sekundärstahlerzeugung im Elektrolichtbogenofen. Die Betreiber der Hochofen-Konverter-Technik in Deutschland wie Thyssenkrupp Steel, Salzgitter, Arcelor Mittal, Dillinger Hütte, Saarstahl und auch im Europäischen Ausland wie etwa SSAB in Skandinavien und voestalpine in Österreich arbeiten daher intensiv an der Umstellung der kohlebasierten Erzreduktionstechnik auf die CO2-neutrale wasserstoffbasierte Direktreduktion.

Was sind die Voraussetzungen für eine klimaneutrale Primär-Stahlproduktion?
Dazu muss grüner Wasserstoff zur Erzreduktion eingesetzt werden, elektrolytisch erzeugt mit regenerativer Energie. Bereits heute arbeitet die Stahlindustrie gerade in Deutschland unter richtungsweisenden Umweltstandards im weltweiten Vergleich. Mit der Prozessumstellung bis 2045 wird auch der Primärstahl bis sukzessiv CO2-neutral.

Welches sind die wesentlichen Hürden auf dem Weg zur klimaneutralen Stahlproduktion?
Die Wasserstoffbasierte Stahlerzeugung ist heute immer noch Stand der Forschung aber noch nicht Stand der Technik. Besonders die großtechnische Bewährung steht noch aus. Die Stahlunternehmen arbeiten jedoch mit Hochdruck an der Umsetzung. Zudem sind die Kosten zur Verfahrensumstellung hoch. Sie betragen nach Branchenschätzungen rd. 30 Mrd. Euro. Auf sich allein gestellt wäre die deutsche Stahlindustrie überfordert. Zudem sind selbst bei den effektivsten Elektrolyseverfahren immense Strommengen zur Erzeugung des Wasserstoffs notwendig.

Wie kann die Wasserstoffversorgung zukünftig sichergestellt werden?
Der Strombedarf der Stahlindustrie stiege nach Berechnungen der Stahlindustrie auf rd. 130 TWh/a (Terrawattstunden pro Jahr) in der Endausbaustufe an. Das ist etwa ein Viertel des gegenwärtigen Strombedarfs der Bundesrepublik Deutschland. Wasserstoff muss daher zukünftig mit grüner Energie erzeugt werden und in großem Maßstab importiert werden. Die notwendige Logistik zur Versorgung des Landes gilt es bereitzustellen. Die Bundesregierung treibt dies technologisch wie geopolitisch voran: Stahl wird Schritt für Schritt „grün“.

Wo liegen perspektivisch die Vorteile des Werkstoffs Stahl unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten?
Am Lebensende von Stahlprodukten entsteht Stahlschrott als Sekundärrohstoff. Die aus dem Erzreduktionsprozess im Stahl gespeicherte Energie macht den Schrott gerade unter ökologischen Gesichtspunkten besonders wertvoll. Die Recyclingsysteme in der Bundesrepublik sind daher hervorragend entwickelt. Das gilt auch für die Produkte des Metall- und Stahlbauerhandwerks. So betragen etwa die Erfassungsraten für Stahlträger und Baustahlprofile bereits heute über 98 % bei Recyclingquoten von über 91%.

Die Nachhaltigkeit des Werkstoffs Stahl ist auch von der Leistungsfähigkeit der Recyclingsysteme anhängig. Wie schätzen Sie die Leistungsfähigkeit der Schrottrecyclingwirtschaft in der Bundesrepublik Deutschland ein?
Schrottsortierung und intelligente Aufbereitungsmethoden vermeiden Verunreinigungen durch stahlschädigende Spurenelemente weitgehend. Dennoch, zur Kompensation prozessbedingter Eisenverluste durch Verschlackung bei der Stahlherstellung sowie zur Verdünnung der Stahlschädlinge bleibt die Ergänzung des Kreislaufstahls durch Primärstahl unverzichtbar. Um den Stahlkreislauf nachhaltig zu schützen, wird Stahlschrott einem engen Qualitätsmonitoring unterzogen. Die Schrottrecyclingwirtschaft in der Bundesrepublik Deutschland ist demnach hervorragend entwickelt und ausgestattet.

Wie lautet Ihr Fazit zum Werkstoff Stahl im Bauwesen?

  1. Stahl ist unverzichtbar für die Kreislaufwirtschaft im Bauwesen. Er wir bereits heute voll-ständig recycelt und kann beliebig oft im Kreislauf geführt werden. Dabei entstehen auch neue Legierungen, die branchenübergreifend für innovative Anwendungen benötigt werden.
  2. Im Wettbewerb der Werkstoffe muss Stahl gerade in der Architektur, bei Planern und Vergabestellen wegen seines überlegenen Recyclingpotentials eine wesentlich stärkere Rolle spielen. Die Einsatzpotenziale im Bauprozess werden zu oft unterschätzt.
  3. Die Stahlversorgung des Bauwesens in Europa muss weiterhin lückenlos sichergestellt bleiben, und zwar aus heimischer Produktion.
  4. Damit der Baustoff Stahl „grün“ wird, muss die Bundesregierung die erforderlichen Beihilfen zum Technologieumbau der Stahlindustrie zügig bereitstellen und zeitgleich die Genehmigungshürden absenken.
  5. Wasserstoff- und Stromversorgung für die Stahlerzeugung mit Blick auf die Infrastruktur und die benötigten Mengen müssen bedarfsgerecht bereitgestellt werden.

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