Das neue Verbundprojekt „SAVE CO2“ arbeitet daran, die mittels neuer Verfahren erzeugten Eisenhüttenschlacken für die Zement- und Baustoffindustrie weiterzuentwickeln. Das bei der Stahlproduktion anfallende Sekundärmaterial soll auch zukünftig die CO2-Emissionen und Rohstoffabhängigkeit der Branchen verringern.
Die Stahl- und Zementindustrie sind eng miteinander verzahnt, um durch cross-industrielle Zusammenarbeit Ressourcen zu schonen und Treibhausgase zu vermeiden. Die bisherigen Nebenprodukte der integrierten Stahlproduktion kommen seit Jahren insbesondere im Bauwesen zum Einsatz. Hochofenschlacken werden zu Hüttensand granuliert und dann als Zementbestandteil oder als Gesteinskörnung im Beton und Verkehrsbau genutzt. Das schont Ressourcen – insbesondere natürliche Kalkstein-, Sand und Kieslagerstätten.
Neue Verfahren, veränderte Schlacken
Jedoch steht die Stahlindustrie derzeit vor einem strukturellen Wandel: Um CO2-Emissionen drastisch zu reduzieren, sollen in Deutschland Stück für Stück die traditionellen Prozesse der Stahlerzeugung mittels Hochofen-Konverter-Route auf eine Direktreduktion (DR) mit Einschmelzer umgestellt werden: Das bedeutet, dass Eisenerz zu festem Eisenschwamm reduziert und anschließend zu einem Elektroroheisen aufgeschmolzen wird. Dadurch entstehen chemisch und mineralogisch völlig veränderte Schlacken, deren Eigenschaften bisher weitgehend unbekannt sind. Etablierte Verwendungswege in Zement- und Bauindustrie müssen überprüft werden.
Hier setzt das Verbundprojekt „SAVE CO2“ an. Darin sollen die neuartigen Schlackenprodukte so analysiert und weiterentwickelt werden, dass sie weiterhin in der Zementindustrie zum Einsatz kommen können. Insbesondere sind latent hydraulische Bindemittel – dem heutigen Hüttensand ähnlich – gefragt oder sogenannte Puzzolane. Die Synergien zwischen Zement- und Stahlindustrie sollen erhalten bleiben. Die Leitung übernimmt das FEhS – Institut für Baustoff-Forschung. Beteiligte Partner sind das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, thyssenkrupp Steel Europe, die HeidelbergCement und das Institut für Technologie und Metalle der Universität Duisburg-Essen.
SAVE CO2: wichtiger Beitrag zum Klimaschutzplan
Konkret sollen im Projekt SAVE CO2 kleintechnisch eine rohstoffbedingte Vielzahl von neuen SAF-Schlacken (Sonderform der Elektroofenschlacken) erzeugt werden. Daraufhin wollen die Partner deren chemische und mineralogische Zusammensetzung untersuchen und die Mahlbarkeit und umweltrelevante Auslaugbarkeit charakterisieren. In einem zweiten Schritt sollen die Schlacken dann so konditioniert werden, dass sie als reaktive Komponente in Zement und Beton einsetzbar werden. Auf der Agenda steht hierzu eine Ökobilanzierung der Metallerzeugung mittels der Direktroute, der Schlackenbehandlung und der Hüttensanderzeugung.
Das Projektkonsortium liefere mit SAVE CO2 einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutzplan der Bundesregierung, so Jochen Nühlen, Business Development Manager beim Fraunhofer UMSICHT. Denn: das Team entwickle Treibhausgas-vermeidende Prozesse und Verfahrenskombinationen in zwei Industriebranchen mit großen Hebelwirkungen auf CO2-Emissionen. „Durch die fünf Projektpartner ist die gesamte Wertschöpfungskette von der Erzeugung der Schlacken über deren Konditionierung bis hin zur Anwendung im Zement und Beton abgebildet, sodass wir uns wegweisende Innovationen für eine zirkuläre Kreislaufwirtschaft erhoffen und zugleich die bestehenden Synergien zwischen Zement- und Stahlindustrie sichern können“, erklärt Nühlen.
