Die industrielle Stahlherstellung spuckt etwa zwei Tonnen Kohlendioxidemissionen für jede Tonne produzierten Stahls aus – was fast 10 % dieser Emissionen weltweit ausmacht. Es wird erwartet, dass der globale Stahlmarkt bis 2050 um etwa 30 % wachsen wird, dem Datum, an dem sich einige der größten Stahlhersteller verpflichtet haben, Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Wenn die Branche nicht schnell große Veränderungen erfährt, könnte dieses Ziel unerreichbar sein.
Der neue Reaktor von Boston Metal, der kürzlich an seinem Hauptsitz nördlich von Boston installiert wurde, ist ein bedeutender Schritt auf dem Weg des Unternehmens, ein kommerzieller Stahlhersteller zu werden. Seit seiner Gründung im Jahr 2013 hat das Startup einen Prozess zur Herstellung von grünem Stahl entwickelt und die Details in kleineren Gefäßen ausgearbeitet. Der neue Reaktor, zusammen mit einer bevorstehenden Fundraising-Runde, stellt den nächsten Schritt für das Unternehmen dar, wenn es versucht, sich zu vergrößern.
Wenn Boston Metal seinen sauberen Produktionsprozess tatsächlich skalieren und auf genügend erneuerbaren Strom zugreifen kann, um ihn zu betreiben, könnte das Unternehmen dazu beitragen, eine der weltweit schwierigsten Herausforderungen bei der Kontrolle von Kohlenstoffemissionen zu lösen.
Ein neuer Ansatz
Stahl wird in allem verwendet, von Autos über Gebäude bis hin zu Windkraftanlagen, aber die Dekarbonisierung der Industrie ist nicht glamourös. „Die Leute schenken den Industriewerten nicht allzu viel Aufmerksamkeit“, sagt Tadeu Carneiro, CEO von Boston Metal. „Es ist eine sehr konservative Branche, und es ist schwierig, sie zu unterdrücken.“
Fossile Brennstoffe sind für die heutige Stahlproduktion unverzichtbar. Die meiste Stahlherstellung beginnt in einem Hochofen, wo ein aus Kohle gewonnenes Material namens Koks, das fast reiner Kohlenstoff ist, mit Eisenerz, einer Mischung aus Eisenoxiden und anderen Mineralien, reagiert. Die Reaktion zieht den Sauerstoff heraus und hinterlässt flüssiges Eisen. Kohlenstoff und Sauerstoff werden dann zusammen als Kohlendioxid freigesetzt.
Die Lösung von Boston Metal ist ein völlig neuer Ansatz, der als Elektrolyse von geschmolzenen Oxiden (MOE) bezeichnet wird. Anstatt Kohlenstoff zur Entfernung von Sauerstoff zu verwenden, setzt der Prozess auf Elektrizität, die durch eine Zelle fließt, die mit einer Mischung aus gelösten Eisenoxiden zusammen mit anderen Oxiden und Materialien gefüllt ist. Der Strom heizt die Zelle auf etwa 1.600 °C (fast 3.000 °F) auf und schmilzt alles zu einer heißen Oxidsuppe.
Neben dem Aufheizen treibt Elektrizität die sauerstoffentziehenden chemischen Reaktionen an. Geschmolzenes Eisen sammelt sich am Boden des Reaktors, und anstelle von Kohlendioxid wird Sauerstoffgas freigesetzt.
Da die Verunreinigungen größtenteils aus der Reaktion herausbleiben, kann der MOE-Prozess Eisenerz von geringer Qualität verarbeiten, was ein großer Vorteil der Technologie sein könnte, sagt Carneiro.