Nachhaltige Zukunft für Metallsektor dank Wasserstoff
Für Technologien im Bereich der erneuerbaren Energien wie Photovoltaikpaneele und Windkraftanlagen wird viel Metall benötigt, dessen Herstellung sehr energieintensiv sein kann. Die Verkleinerung des CO2-Fußabdrucks von Europas Metallurgieindustrie ist daher von entscheidender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die durch die erneuerbaren Energien erzielten Umweltvorteile auch tatsächlich nachhaltig ausfallen. Zudem ist Europa in hohem Maße von Metallimporten abhängig, wobei die weltweiten Ereignisse der letzten Jahre die übermäßige Abhängigkeit Europas von Rohstoffimporten verdeutlicht haben. Effizientere Methoden zur Gewinnung und zum Recycling nützlicher Metalle könnten dazu beitragen, dieses Problem zu lösen.
Neue Verfahren zur Metallabfallrückgewinnung
Das Team des EU-finanzierten Projekts HARARE(öffnet in neuem Fenster) arbeitete mit der europäischen Aluminium- und Kupferindustrie zusammen, um neue wasserstoffbasierte Verfahren zur Rückgewinnung von Metallabfall und zur Metallherstellung anzuwenden. „Normalerweise kommt in diesem Prozess Kohlenstoff zum Einsatz“, sagt HARARE-Projektkoordinator Casper van der Eijk von SINTEF(öffnet in neuem Fenster) in Norwegen. Kohlenstoff entzieht Metalloxiden den Sauerstoff, sodass reines Metall und CO2 erzeugt werden. Einer der Vorteile von Wasserstoff als Reduktionsmittel zur Umwandlung von Metalloxiden in reine Metalle besteht darin, dass anstelle von CO2 Wasserdampf dabei entsteht. Die Idee lautete, dass der Einsatz von Wasserstoff dazu beitragen könnte, die erzeugte Abfallmenge zu minimieren und Metalle auf eine für die Gesellschaft nutzbringende Weise erneut in den Kreislauf zurückzuführen, bei der die CO2-Emissionen reduziert werden. „Eine Kreislaufwirtschaft zu realisieren sowie die Abhängigkeit von Importen aus anderen Ländern zu reduzieren, ist gleichermaßen zum politischen Anliegen geworden“, fügt van der Eijk hinzu.
Aluminium-, Kupfer- und Gasproduzenten an Bord
Mit dem Projekt HARARE sollte nicht nur die technologische Entwicklung vorangetrieben, sondern auch der mögliche ökologische und wirtschaftliche Nutzen des Wasserstoffeinsatzes bewertet werden. Zu diesem Zweck holte das Team ein Aluminium- und ein Kupfer-produzierendes Unternehmen an Bord. „Wir mussten erfahren, ob unsere neuen Wasserstoffverfahren erhebliche CO2-Reduzierungen bewirken würden“, so van der Eijk. „Außerdem müssen Unternehmen aus wirtschaftlicher Sicht Geld verdienen.“ Ein großer Industriegashersteller war an der Lieferung von Wasserstoff beteiligt und unterstützte das Team bei der Bewertung der Rentabilität aus Sicht eines Gaslieferanten. „Es gibt da eine Art Henne-Ei-Diskussion“, erklärt van der Eijk. „Die Metallproduzenten und Gasversorger warten darauf, dass die andere Seite investiert und Nachfrage schafft, bevor sie selbst investieren.“ Projektziel war, diese beiden Hälften zusammenzuführen, um die potenziellen wirtschaftlichen Vorteile des großmaßstäblichen wasserstoffbasierten Metallrecyclings zu bewerten. Die zum Projekt gehörenden Forschungspartner waren ebenfalls an der Entwicklung neuer Trenntechnologien und Ermittlung von Produkten beteiligt, die aus Abfallmaterialien hergestellt werden könnten. Dazu zählten Baumaterialien, die aus sogenanntem Rotschlamm, einem Nebenprodukt von Bauxit, gefertigt wurden.
Mit politischen Maßnahmen Recycling fördern
Mit der erfolgreichen Verarbeitung mehrerer Tonnen recycelten Materials hat das Projektteam nachgewiesen, dass Wasserstoff wirkungsvoll als Reduktionsmittel einsetzbar ist. Gegenwärtig ist dieses Verfahren für das Kupferrecycling angesichts der höheren Kosten für dieses Material wirtschaftlich am interessantesten. Wenn es jedoch darum geht, ein Geschäftsszenario zu erstellen, bleibt der Preis von Wasserstoff ein Problem. „Wir brauchen billigeren Wasserstoff, um dieses Verfahren rentabel zu gestalten“, fordert van der Eijk. „Es ist heute schwierig, Metalle aus Abfallstoffen zu einem Preis unterhalb des Marktpreises zu gewinnen.“ Eine Schlussfolgerung des Projektteams ist daher die Notwendigkeit politischer Maßnahmen, um mehr Recycling zu fördern. Eine Steuer auf Deponierung würde beispielsweise das effiziente Recycling von Metallen viel interessanter werden lassen. „Wenn wir unabhängiger sein wollen, müssen wir mehr Abfallmaterialien im Wirtschaftskreislauf und in der Gesellschaft halten“, betont van der Eijk.