Rückverwandlung von CO2 in CO zur klimaschonenden Stahlproduktion

D-CRBN’s pilot line and MHI’s Carbon Capture System (Advanced KM CDR Process™) — D-CRBN’s Versuchsanlage und MHI’s Kohlenstoffabscheidungs-System (Advanced KM CDR Process™) © D-CRBN

ArcelorMittal und Mitsubishi Heavy Industries (MHI) arbeiten mit dem Umwelt-Unternehmen D-CRBN zusammen. Ziel der Kooperation sei die Erprobung einer neuen Technologie zur Umwandlung von Kohlendioxid (CO₂), das im ArcelorMittal-Werk in Gent, Belgien, abgeschieden wird, in Kohlenmonoxid, das in der Stahl- und Chemieproduktion verwendet werden kann. Mit dem neuen Verfahren lässt sich kostengünstig der Bedarf an grünem Wasserstoff zur „grünen“ Stahlproduktion begrenzen.

Der Pilotversuch in Gent ist die erste industrielle Erprobung der Plasmatechnologie von D-CRBN. Damit ist ArcelorMittal Gent das erste Stahlwerk der Welt, in dem das Verfahren zur Reduzierung der CO₂-Emissionen erprobt wird. Dieser neue Versuch erweitert das derzeitige mehrjährige Pilotprojekt zur Kohlenstoffabscheidung am Standort, um die Machbarkeit des großtechnischen Einsatzes der MHI-Kohlenstoffabscheidungstechnologie (Advanced KM CDR Process) zu testen.

D-CRBN, ein in Antwerpen ansässiges Unternehmen, hat eine Technologie entwickelt, bei der Kohlendioxid mithilfe von Plasma in Kohlenmonoxid umgewandelt wird. Unter Verwendung von erneuerbarem Strom wird das Plasma eingesetzt, um die Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindung zu brechen, wodurch CO₂ in Kohlenmonoxid umgewandelt wird. Das Kohlenmonoxid kann als Reduktionsmittel bei der Stahlerzeugung verwendet werden und einen Teil des Koks oder der Hochofenkohle ersetzen. Es kann aber auch als Grundstoff in der Steelanol-Anlage in Gent für die Herstellung von Chemikalien oder alternativen Kraftstoffen verwendet werden.

Für das D-CRBN-Verfahren wird hochreines CO₂ benötigt, das von der Kohlenstoffabscheidungsanlage der MHI bereitgestellt werden kann, die derzeit zur Abscheidung von Hochofenabgasen und Abgasen aus dem Vorwärmofen der Warmbreitbandstraße in Gent eingesetzt wird.

Am 1. Juli wurde eine Pipeline zwischen der MHI-Kohlenstoffabscheidungsanlage und der Anlage von D-CRBN angeschlossen, um zu testen, ob das mit der MHI-Technologie abgeschiedene CO₂ als Ausgangsmaterial für D-CRBN verwendet werden kann. Das industrielle Pilotprojekt sei ein wichtiger Schritt zur Erprobung der Technologie, um sicherzustellen, dass Verunreinigungen, die mit dem bei der Stahlerzeugung entstehenden CO₂ einhergehen, keine nachteiligen Auswirkungen auf das Prozess- und Produktgas haben.

ArcelorMittal verfolge eine Reihe von Wegen zur Dekarbonisierung, um seine Klimaziele zu erreichen, zu denen eine 35%ige Reduzierung der CO₂-Emissionen von ArcelorMittal Europe bis 2030 gehöre, teilt das Unternehmen mit. Einer dieser Wege sei Kohlenstoffkreislaufwirtschaft mit der so genannten Smart-Carbon-Stahlerzeugung, bei der Kohlenstoff im Hochofen mit anschließender Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) oder Verwertung (CCU) eingesetzt wird.

Manfred Van Vlierberghe, CEO von ArcelorMittal Belgien: „Wir sind stolz darauf, Teil dieses einzigartigen Versuchs zur Kohlenstoffabscheidung und -nutzung in Gent zu sein, der Teil unserer Strategie zur Entwicklung der Smart Carbon-Stahlerzeugungsroute bei ArcelorMittal Belgien ist. Unser Team von Ingenieuren hat zusammen mit unseren Partnern hart gearbeitet, um dieses Stadium zu erreichen – und wir sind begeistert, dass unser neuer Partner D-CRBN diese neue CCU-Technologie hier in Belgien entwickelt hat.“

Gill Scheltjens, CEO von D-CRBN, ergänzt: „Die Elektrifizierung der Stahlproduktion ist eine Herausforderung, aber das Verfahren von D-CRBN, bei dem CO₂-Emissionen in CO zurückverwandelt werden, bietet eine kostengünstige und skalierbare Lösung. Unsere Technologie kann bestehende Hochöfen elektrifizieren und entkarbonisieren und ihren Kohleverbrauch erheblich reduzieren. Die Rückverwandlung von CO₂ in CO für die Stahlproduktion wird den Bedarf an grünem Wasserstoff in Zukunft begrenzen und die Kosten für emissionsfreie Produkte senken. Darüber hinaus kann ein Teil des erzeugten CO an benachbarte Chemieunternehmen als Einsatzstoff geliefert werden.”

Tatsuto Nagayasu, Senior Vice President (CCUS) von GX (Green Transformation) Solutions bei MHI, sagt: „CCUS wird eine entscheidende Rolle bei der Dekarbonisierung bestehender Anlagen in der Stahlindustrie spielen. Unsere Zusammenarbeit mit ArcelorMittal und D-CRBN in Belgien bietet der Industrie ein weiteres Instrument zur Verringerung ihres Kohlenstoff-Fußabdrucks – die Erfassung von Emissionen, ihre Umwandlung in einen wertvollen Rohstoff und ihre Rückführung in den Prozess. Diese Initiative zeigt unser Engagement für nachhaltige Praktiken und innovative Lösungen für eine grünere Zukunft.“

ArcelorMittal, MHI, BHP und Mitsubishi Development Pty Ltd (Mitsubishi Development) gaben im Mai 2024 bekannt, dass sie eine Pilotanlage zur Kohlenstoffabscheidung aus dem Hochofenabgas bei ArcelorMittal Gent in Belgien erfolgreich in Betrieb genommen haben. Im Oktober 2022 kündigten die vier Parteien ihre Zusammenarbeit bei einer mehrjährigen Erprobung der Kohlenstoffabscheidungstechnologie von MHI (Advanced KM CDR ProcessTM) an mehreren CO₂-Emissionspunkten an, beginnend am Stahlwerk in Gent.