Projekt H2PlasmaRed

Hydrogen Plasma Reduction for Steelmaking and Circular Economy

Projektbeschreibung

Um das Ziel des Pariser Abkommens zu erreichen, die globale Durchschnittstemperaturerhöhung deutlich unter 2 °C über dem vorindustriellen Niveau zu halten, ist eine signifikante Reduzierung der Treibhausgasemissionen erforderlich. Das langfristige Ziel dabei ist, in allen Industriesektoren Klimaneutralität zu erreichen. Die Eisen- und Stahlindustrie allein ist für etwa 5 % der CO2-Emissionen in der EU und 7 % weltweit verantwortlich, was vor allem auf die Nutzung fossiler Brennstoffe wie Kohle und Koks zurückzuführen ist.

Obwohl Stahl zu 100 % recycelbar ist, kann der steigende weltweite Bedarf an Stahl nicht ausschließlich durch Recycling gedeckt werden. In diesem Zusammenhang stellt die Anreicherung von schädlichen Begleitelementen im Stahlschrott, wie Kupfer, eine Herausforderung für die Produktion von Qualitätsstahl dar. Dies erfordert sowohl erzbasierte als auch schrottbasierte Stahlherstellungsprozesse, die jeweils die Gewinnung von Eisen aus natürlichen Erzen und das Schmelzen von Stahlschrott umfassen. Hierfür müssen disruptive metallurgische Verfahren, insbesondere im Bereich der erzbasierten Stahlherstellung, entwickelt und implementiert werden.

Daher ist es notwendig, neuartige nachhaltige Ansätze zu nutzen und diese bereits in den kommenden Jahrzehnten zügig umzusetzen.

Das Hauptziel von H2PlasmaRed ist die Entwicklung eines grünen, CO2-freien Stahlherstellungsverfahrens auf Basis der H2-Plasmatechnologie. Gleichzeitig soll die Kreislaufwirtschaft gefördert werden, indem industrielle Reststoffe aufgewertet werden, um die Ziele des europäischen Green Deal zur CO2-Reduzierung in der Stahlindustrie zu erreichen. Unser Ziel ist die Einführung eines nahezu CO2-freien Reduktionsverfahrens, um das Ziel des Pariser Abkommens – eine Reduzierung der Kohlenstoffintensität in der Stahlproduktion um 90 % bis 2050 – zu erreichen.

Projektziele

Um dies zu erreichen, wird H2PlasmaRed folgende Maßnahmen umsetzen:

  • Erforschung der Grundlagen des Wasserstoff-Plasma-Schmelzreduktionsverfahrens (HPSR)
  • Weiterentwicklung des HPSR Prozesses von TRL 5 auf TRL 7 durch Demonstration des HPSR-Prozesses in einem Pilot-HPSR-Reaktor im Hundert-Kilogramm-Maßstab sowie in einem Pilot-Gleichstrom-Elektrolichtbogenofen (5-Tonnen-Maßstab) durch Umbau eines bestehenden Ofens.
  • Entwicklung innovativer Lösungen für die Prozesssteuerung und -modellierung sowie die Integration modernster Technologien zum Aufrüsten bestehender Industrieöfen, um die industrielle Umsetzbarkeit erheblich zu steigern.
  • Etablierung eines Fahrplans zur Skalierung und Implementierung der Prozesse, einschließlich Lebenszyklus- und Sicherheitsbewertung, wirtschaftlicher Analyse sowie einer Verwertungsstrategie im Rahmen der Technologieentwicklung.
  • Fokus auf Energie- und Ressourceneffizienz, H2-Sicherheit und ein fundamentales Verständnis des HPSR-Prozesses, um einen langfristigen Einfluss und die Einführung der Technologie in Europa in den kommenden Jahrzehnten zu ermöglichen.

Das Projekt vereint interdisziplinäre Partner aus der Stahl- und Bergbauindustrie, der Wissenschaft und Forschung, Technologieanbieter und -entwickler, kleine und mittlere Unternehmen sowie Stahlexperten aus sechs Ländern.

Rahmenbedingungen

PROJEKTLAUFZEIT:

1. Jänner 2024 – 31. Dezember 2028

FÖRDERPROGRAMM:

Dieses Projekt wird im Rahmen von Horizon Europe (Grant Agreement Nummer 101138228) gefördert.

PROJEKTKONSORTIUM:

Beginnend mit der Projektkoordination, setzt sich das Konsortium aus folgenden Mitgliedern zusammen:

  • Oulun Yliopisto
  • Aperam Stainless France Sasu
  • Estep Plateforme Technologique Europeenne De L’Acier
  • Katholieke Universiteit Leuven
  • K1-MET GmbH
  • Luossavaara-Kiirunavaara AB
  • Luxmet OY
  • Max Planck Institut für Eisenforschung GmbH
  • Metso Outotec Metals OY
  • Montanuniversität Leoben
  • Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
  • Sverim AB
  • voestalpine Stahl GmbH
  • voestalpine Stahl Donawitz GmbH