Projekt ZEROSTEEL

Decarbonized Steel Production with Novel Processes

Projektbeschreibung

Das ZEROSTEEL-Projekt zielt darauf ab, die CO2-Emissionen in der gesamten Wertschöpfungskette der Stahlproduktion zu reduzieren. Dies soll mit Hilfe von innovativen Technologien in den Bereichen Biomassevergasung sowie der Integration von Wasserstoff aus lokalen Netzen und Elektrolyseuren umgesetzt werden. Das Projekt vereint das Fachwissen von Materialwissenschaftler:innen, Ingenieur:innen, Geowissenschaftler:innen und Expert:innen für maschinelles Lernen mit Werkzeugen und Methoden aus der Pyro- und Hydrometallurgie, um neue Technologien für eine kohlenstoffarme Stahlproduktion zu entwickeln und zu optimieren.

Es werden vier Direktreduktionsprozesse untersucht, welche Wasserstoff und erneuerbare Energien integrieren. Diese sind: der wasserstoffbasierte Direktreduktionsprozess in der fluidisierten Wirbelschicht; die Direktreduktion im Drehrohrofen; die mikrowellenunterstützte Reduktion; und die Wasserstoffplasma-Schmelzreduktion (HPSR). Es wird auch die Nutzung von Biomasse zur Wärmeproduktion und zur teilweisen Reduktion von Eisenerz untersucht, ebenso wie die Verwendung von Biokohle im Lichtbogenofen (EAF). Letztere soll ebenfalls als Schäumungsmittel für die Schlacke dienen. K1-MET führt in diesem Projekt Vergleichsversuche mit geringem Wasserstoffanteil durch. Diese sollen den Betrieb eines Lichtbogenofens unter Einsatz von Wasserstoff simulieren und evaluieren.

Projektziele

Um dies zu erreichen, wird ZEROSTEEL:

  • Vier wasserstoffbasierte innovative Prozesse für den Reduktionsprozess entwickeln:
    • Wasserstoff-Direktreduktion im Wirbelschichtbett
    • Direktreduktion im Drehofen
    • Wasserstoffplasma-Schmelzreduktionsprozess
    • Niedrig-C-Technologie für das Stahlformen und -gestalten
  • Abfallbiomasse aus dem chemischen Looping-Prozess in die Reduktionsstufe integrieren
  • Kohlenstoffrückstände im EAF-Schmelzprozess integrieren, um die CO2-Emissionen insgesamt zu reduzieren
  • Eine Technologie mit niedrigen Kohlenstoffemissionen für das Stahlformen und -gestalten liefern
  • Eine Digital Twin-Anwendung für KI-basierte Stahlqualitätsüberwachung entwickeln
  • Die Kohlenstoffreduktion und Nachhaltigkeit des Prozesses durch die Anwendung von Lebenszyklusanalyse, Lebenszykluskostenanalyse und Umweltbewertung evaluieren

Rahmenbedingungen

PROJEKTLAUFZEIT:

1. Jänner 2025 – 31. Dezember 2029

FÖRDERPROGRAMM:

Dieses Projekt wird durch das EU-Programm für Forschung und Innovation Horizon Europe (Grant Agreement Nr. 101178435) finanziert.

PROJEKTKONSORTIUM:

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

  • Technische Universität Bergakademie Freiberg
  • BAM – Federal Institute for Materials Research and Testing, Germany
  • BIONOW
  • Danish Technological Institute
  • DITENCO
  • Erdemir
  • European Energy
  • HyIron
  • Institut Jean Lamour, Centre National de Recherche Scientifique
  • K1-MET GmbH
  • Katholieke University of Leuven
  • MNLT IKE
  • NOVAMECHANICS
  • OULUN YLIOPISTO
  • SE &C IKE
  • Technische Universität Wien
  • TU Clausthal
  • Vale