Photovoltaik: grüner Stahl für grünen Strom

    5 Minuten
    4.1.2024

    Die aktuellen und zukünftigen Herausforderungen des Klimawandels sowie die knapper zur Verfügung stehenden Ressourcen machen auch vor der Stahlindustrie nicht halt. Initiativen und Entwicklungen, um möglichst klimaneutral und ressourcenschonend zu produzieren, stehen hoch im Kurs. So wollen die großen Stahl-Player im Einklang mit dem europäischen Green Deal bis spätestens 2050 ausschließlich CO2-neutralen Stahl herstellen und damit zu mehr Nachhaltigkeit und einer grünen Wirtschaft beitragen.

    Ein derart fundamentaler Umbau unserer Wirtschaft ist aber ohne die Erschließung ergiebiger und nachhaltiger Energiequellen nicht zu schaffen. Das größte Potenzial verspricht dabei die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mittels Photovoltaik. Ein per se grüner Ansatz, der in Zukunft sogar noch grüner werden sollte - dank Green Steel, Rollformen und Welser Profile.

     

    Green Steel: Stahlproduktion im Wandel

    Grundsätzlich ist Stahl durch seine Langlebigkeit und hundertprozentige Recyclingfähigkeit ein umweltverträgliches Baumaterial. Die recht bescheidene Klimabilanz ergibt sich aus dem vorgelagerten Produktionsprozess. Denn als aktuell vorherrschendes Verfahren in der Stahlproduktion macht die sogenannte Hochofenroute diesen Industriezweig zum mit Abstand größten direkten CO2-Emittenten mit weltweit ca. 10 % der gesamten Emissionen, so die Abschlusspräsentation Klimaneutralität Österreichs bis 2040 des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie.

    Dabei werden prozessbedingt für die Erzeugung einer Tonne Stahl rund 380 kg Koks oder Kohle verheizt. Die dadurch verursachten CO2-Emissionen liegen bei 1,7 Tonnen CO2 pro Tonne Rohstahl. Ein komplettes Emissions-Recycling ist bei dieser Produktionsform ausgeschlossen. Will man also nicht in einer Sackgasse landen, muss der Weg zu mehr Nachhaltigkeit über eine andere Route führen.

    Grüner Stahl durch Wasserstoff

    Im Zuge ihrer Nachhaltigkeitsbestrebungen wollen Stahlproduzenten statt auf Kohle-Hochöfen nun vermehrt auf wasserstoffbasierte Prozesse setzen und mit grünem Stahl ihre Klimabilanz verbessern. An der Qualität des Stahls ändert sich durch die neue Produktionsmethode nichts, sehr wohl jedoch bei den herstellungsbedingten CO2-Emissionen. Als grünen Stahl bezeichnet man dabei sowohl CO2-reduzierten wie auch CO2-neutralen Stahl. Der Unterschied liegt wie immer im Detail.

    Bei ersterer Variante führen Maßnahmen im Produktionsprozess zu einer Reduktion der CO2-Emissionen, bei zweiterer Variante fallen diese Emissionen zur Gänze weg. Eine komplett CO2-neutrale Stahlproduktion erfordert wohlgemerkt die vollständige Abschaffung der mit fossilen Energieträgern betriebenen Hochofenroute sowie die Abdeckung der energieintensiven alternativen Produktion ausschließlich mit Energie aus erneuerbaren Quellen. Sowohl Wasserstoff als auch grüner Strom müssen daher in ausreichender Menge und zu leistbaren Kosten verfügbar sein.

    Zur Einordnung:

    • In Österreich werden pro Jahr 140.000 Tonnen Wasserstoff verbraucht. Die Herstellung dieser Menge erfordert alleine 7 Terawattstunden Ökostrom. Bis 2030 ist ein Zubau von insgesamt 5,7 Terawattstunden für Haushalte und Industrie geplant.
    • Zur Herstellung von 1 Kilogramm Wasserstoff braucht es bis zu 8 kg Wasser(!).
    • Power-to-X ist der Überbegriff und stellt die verschiedenen Sektorkopplungstechnolgien dar.


    CO2-Einsparpotenzial-Stahlindustrie-Welser

    Rollformen: Verfahrenstechnik mit Zukunft

    Rollformen bzw. Rollprofilieren ist eine Verfahrenstechnik zur Verarbeitung unterschiedlicher Stähle zu präzisen und qualitativ hochwertigen Querschnitten. Aus der Kombination dieses flexiblen und effizienten Fertigungsverfahrens mit den umweltverträglichen Materialeigenschaften des Stahls ergeben sich überzeugende Potenziale für die Entwicklung nachhaltiger Produkte.

    Reduktion von Bauteilen und Prozessschritten

    Nach der vormals gängigsten Methode wurde Stahl gerne als unverarbeitete Stangenware gekauft und erst danach bearbeitet, beispielsweise durch Sägen, Stanzen, Lasern oder Feilen. Beim Rollformen hingegen werden gleich mehrere Prozessschritte gepaart und ein dünnes Blechband so geformt, dass es individuellen Anforderungen entspricht. Das beschleunigt nicht nur den Fertigungsprozess, sondern spart gleichzeitig Ressourcen und Abfälle. Last but not least ermöglicht diese Fertigungsmethode eine effizientere Projektplanung und damit eine nochmalige Reduktion von Rohstoffabfällen sowie erforderlicher Bauteile.

    Stahl wird nachhaltiger

    Stahl steht für Festigkeit, Stabilität und Beständigkeit. Produkteigenschaften, die einen langlebigen Einsatz all jener Konstruktionen versprechen, die im wahrsten Sinne des Wortes auf Stahl bauen. Diese lange Einsatzdauer ist ein erster wichtiger Schritt zu einem schonenden Umgang mit unseren wertvollen Rohstoffen. Ein zweiter wichtiger Schritt ist die vollständige Recyclingfähigkeit von Stahl. Geht die Lebensdauer einer Konstruktion nach langer Zeit doch einmal zu Ende, können die verbauten Materialien ressourcenschonend einem neuen Produktlebenszyklus zugeführt werden, indem der Schrott wieder zu neuem Stahl eingeschmolzen wird.

    Weiter oben haben wir uns bereits mit der wasserstoffbasierten Produktionsweise von grünem Stahl beschäftigt. Innovative Branchengrößen treiben diese Entwicklung derzeit voran und wollen sie in den nächsten Jahren zur Serienreife bringen. Geht dieser Plan auf, wäre das nicht nur ein weiterer Schritt in Richtung nachhaltiger Stahlerzeugung, sondern ein Quantensprung für die Klimabilanz.

    PV-Unterkonstruktion: Eine tragende Rolle bei der Energiewende

    Photovoltaik nimmt bei der Produktion von erneuerbarer Energie eine Schlüsselrolle ein. Um den Weg in Richtung Energiewende aber auch wirklich konsequent zu beschreiten, sollte nicht nur die Stromerzeugung klimaneutral sein, sondern auch der Bau dafür notwendiger Anlagen. Die richtige Unterkonstruktion für Photovoltaik (PV)-Anlagen trägt maßgeblich dazu bei.

    5 Schritte zum energieeffizienten Unterbau

    1. Kurze Lieferwege
      Ein Transport von Stahlträgern und anderer Bauelemente durch halb Europa ist alles andere als klimaschonend. Als Bezugsquelle sollte daher ein Hersteller in der Nähe des Absatzmarktes gewählt werden bzw. jene Anbieter, die möglichst kurze Lieferwege zum Produktionsstandort gewährleisten.

    2. Mehrfachnutzen generieren
      Mit dem richtigen Konzept wird die Unterkonstruktion zur Grundlage für eine gewinnbringende Doppelnutzung. Bei sogenannten Agri-PV Anlagen sind die Photovoltaik-Module auf Stahlträgern in einigen Metern Höhe angebracht, während die darunter liegende Fläche gleichzeitig für die landwirtschaftliche Produktion nutzbar bleibt.

    3. Fundament sinnvoll wählen
      Beton sollte als Fundament für die PV-Anlage gemieden werden. Denn erstens fällt hier im Vergleich zur Stahlkonstruktion aufgrund des vielen Zements der CO2-Fußabdruck deutlich schlechter aus. Und zweitens werden wertvolle Ackerböden und Weideflächen durch Beton dauerhaft versiegelt und bleiben auch nach einem Rückbau der PV-Anlage für landwirtschaftliche Zwecke unbrauchbar.

    4. Rollgeformte Profile verbauen
      Im Vergleich zur klassischen Produktion von Stahlblechen verbraucht das Rollformen deutlich weniger Energie, da hier keine Prozesswärme zur Formung des Stahls benötigt wird. Gleichzeitig kommt diese Produktionsweise mit weniger Bauteilen aus, spart Ressourcen und vermeidet Abfälle.

    5. Maximale CO2-Reduktion
      Der Stahl sollte möglichst klimaneutral produziert sein. Industrielle Erzeuger gewährleisten dies, indem sie bei der Stahlproduktion auf Schmelzöfen statt Hochöfen setzen und den Strom für deren Betrieb aus erneuerbaren Energiequellen beziehen. Ziel ist hier die vollständige Dekarbonisierung des Produktionsprozesses, wenn sämtliche Industriegase durch Wasserstoff ersetzt werden und der Wasserstoff CO2-neutral hergestellt wird.

    Nachhaltigkeit bei Welser Profile: Grüner Stahl und darüber hinaus

    Bei Welser Profile verstehen wir unsere Tätigkeit als Teil einer ganzheitlichen Kreislaufwirtschaft, wo grüner Stahl in nachhaltigen Verfahren verarbeitet und für unterschiedliche Branchen nutzbar gemacht wird. Den Rahmen dafür setzen wir mit folgenden Aktivitäten und Maßnahmen:

    • Local Sourcing:
      Wir bauen auf möglichst kurze Wege zu unseren Lieferpartnern.

    • Fachspezifisches Know-how:
      Dank verketteter Prozesstechnik benötigen wir nur wenige bis keine Finalisierungsschritte zur Endfertigung von Rollprofilen.

    • Materialverwertung:
      Wir führen Schrott einer Wiederverwertung im Stahlwerk zu.

    • Agenda 2026:
      Spätestens im Jahr 2026 wollen wir selbst CO2-neutral produzieren.

    • Papierloses Büro:
      Wir vermeiden das Arbeiten mit Papier, übermitteln Zeichnungen oder Daten auf digitalem Wege und reduzieren mit jeder nicht gedruckten Seite unseren CO2-Fußabdruck.

    • Welser Profile Initiativen:
      Wir arbeiten aktiv daran, die Fertigung von Photovoltaik-Modulen in Europa anzusiedeln und unterstützen transnationale Kooperationen wie IPCEI im Rahmen gemeinsamer Projekte.

    1. Welser Nachhaltigkeitsbericht Wir reduzieren täglich unseren CO2 Footprint.   Jetzt downloaden  


    Fazit: Viele Hürden auf dem Weg in eine klimaneutrale Zukunft

    Die Bemühungen führender Branchengrößen lassen in Verbindung mit technischen Innovationen zur CO2-Reduktion auf eine Eindämmung klimaschädlicher Produktionsweisen hoffen. Allerdings führt die Lösung eines Problems oft direkt zur nächsten Hürde. Auch wenn die Herstellung von grünem Stahl heute grundsätzlich möglich ist, müssen sich Betriebe und Volkswirtschaften die Frage stellen, wo und mit welchen Ressourcen der benötigte Wasserstoff hergestellt wird und welche neuen Abhängigkeiten daraus entstehen. Für eine echte Energiewende wird es maßgeblich darauf ankommen, ob sich der Industriestandort Europa als Energieträger unabhängig machen und die Produktion von Photovoltaik zurück in die EU holen kann.

    Aktuell wird großteils noch jede einzelne Photovoltaik-Zelle aus dem asiatischen Raum importiert und auch die Materialien für die Unterkonstruktion stammen in den meisten Fällen aus Drittstaaten. Von dort werden sie ohne die Einhebung von Strafzöllen, aber auch ohne jeglichen Nachweis eines emissionsarmen Herstellungsverfahrens, in den europäischen Binnenmarkt eingeführt. Der Weg zur Dekarbonisierung ist also noch weit und nicht immer einfach. Ihn nicht zu gehen, ist im Sinne einer lebenswerten Zukunft für nachkommende Generationen für uns allerdings keine Option.

    Whitepaper Ökobilanz verbessern mit Rollformen  Jetzt kostenlos downloaden  

    Updates per Email erhalten