Grüner Stahl am Scheideweg: Die Herausforderungen der Elektrostahlproduktion in Europa

Elektrostahlwerke in Europa

Stahl ist ein einzigartiger Werkstoff. Es ist das meistverwendete Metall der Welt, denn es ist stark, langlebig und recycelbar und damit das perfekte Material für alles, von Wolkenkratzern über Elektrofahrzeuge bis hin zu Sonnenkollektoren.

Im vergangenen Jahr wurden weltweit über 1,8 Milliarden Tonnen Rohstahl produziert. Es ist absehbar, dass diese Zahl noch steigen wird, wenn die Welt in eine nachhaltigere Zukunft steuert.

Doch wie können diese Mengen Stahl kostengünstig produziert werden?

Die europäischen Stahlproduzenten stehen vor großen Herausforderungen: Es besteht Konsens darüber, dass die Stahlindustrie ihre Emissionen reduzieren muss. Die Dekarbonisierung der Stahlindustrie wird durch strengere Emissionsvorschriften vorangetrieben. Europa hat sowohl durch die Reduzierung der Scope-1-CO2-Zertifikate, bekannt als EU Allowances (EUAs), als auch durch die Einführung des Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM) die Agenda für Emissionsreduktionen vorgegeben.

Die EU-Stahlindustrie hat sich zum Ziel gesetzt, ihre CO2eq-Emissionen bis 2030 im Vergleich zu 2018 um mindestens 30 % zu senken und bis 2050 klimaneutral zu werden. Es wird jedoch erwartet, dass das Wachstum des EU-Stahlmarktes bis 2050 stagnieren wird, was den Druck auf die Stahlproduzenten erhöht, ihre Marktanteile zu halten.

Doch die europäischen Stahlproduzenten werden nicht nur einen erheblichen Teil ihrer bestehenden Eisen- und Stahlproduktionsanlagen ersetzen, sondern auch die Nachfrage nach grünem Stahl befriedigen müssen, da wichtige Stahlkunden in der EU, u. a. aus dem Bau-, Automobil- und Maschinenbausektor, ihre eigenen Klimaneutralitätsziele erreichen wollen.

„Das Interesse an grünem Stahl hat nicht nur in Europa, sondern auch in den USA stark zugenommen“, heißt es im Finanzbericht des schwedischen Stahlherstellers SSAB.

Laut Fastmarkets werden die meisten Geschäfte allerdings direkt zwischen Stahlherstellern und Endverbrauchern, hauptsächlich in der Automobilindustrie, abgewickelt. Kleine und mittelgroße Händler und Stahl-Service-Center seien noch nicht bereit, das Premium auf Grünstahl zu zahlen, da sie diese als zu hoch ansehen.

Grüner Stahl aus dem Elektrostahlwerk

Die Elektrostahlroute ist der schnellste Weg zur Herstellung von nahezu emissionsfreiem Stahl, vorausgesetzt, es wird Ökostrom verwendet. Elektrostahlwerke sind zwar umweltfreundlich, benötigen aber große Mengen an Stahlschrott und Zugang zu bezahlbarem Strom. Schwierigkeiten, Schrott in ausreichenden Mengen zu beschaffen, werden in Zukunft wahrscheinlich zunehmen, denn Prognosen zufolge wird der Anteil der schrottbasierten Elektrostahlerzeugung von heute rund 20 % auf über 35 % im Jahr 2050 steigen.

Die Nachfrage nach Schrott wird sich bis 2050 voraussichtlich fast verdoppeln, wie ein Bericht von UK Steel zeigt. Allerdings geht die World Steel Association davon aus, dass sich auch die Menge an Altschrott von heute 445 auf rund 900 Millionen Tonnen im Jahr 2050 mehr als verdoppeln wird. Doch nicht alles davon wird der Elektrostahlroute zur Verfügung stehen. Ein gutes Drittel dieses Schrotts wird in der primären Stahlerzeugung, d. h. in der Direktreduktion (DRI) und als Kühlschrott in den verbleibenden BOF-Konvertern (Basic Oxygen Furnace, Sauerstoffaufblasverfahren) eingesetzt werden.

Titelbild der stahl. 3/24

Der Preis von grünem Stahl

Das erwartete Wachstum der Elektrostahlerzeugung in den nächsten Jahrzehnten wird erhebliche Investitionen in neue Elektrostahlwerke nach sich ziehen.

Doch die Fortschritte bei der Dekarbonisierung haben ihren Preis.

Die Stahlhersteller in Europa befürchten zudem, dass die steigenden Kosten für die Umrüstung ihrer Anlagen oder für den Kauf von Emissionshandelszertifikaten sie gegenüber Importen wettbewerbsunfähig machen werden.

Der Carbon Border Adjustment Mechanism (CBAM) der EU wurde eingeführt, um die Wettbewerbsbedingungen zwischen ausländischen und inländischen Produzenten anzugleichen und die europäischen Stahlproduzenten zu schützen. Stahlimporte werden daher mit einem Aufschlag belegt, der die Differenz zwischen den europäischen Kohlenstoffkosten und den Kosten auf dem heimischen Markt darstellt. Allerdings suchen asiatische Anbieter bereits nach Ausweichmöglichkeiten. China ist der größte Stahlproduzent der Welt und daher stark von den sich ändernden Emissionsstandards betroffen, da der Großteil der chinesischen Produktion in traditionellen Hochöfen erfolgt.

Das Fazit des jüngsten Arbeitsgruppentreffens des europäischen Händlerverbands Eurometal lautete: „Aus Angst vor den Auswirkungen von CBAM suchen einige Großkunden (1st Tiers) nach externen Alternativen außerhalb der europäischen Grenzen und entscheiden sich für den Import von fertigen Stahlprodukten, um die Verordnung zu umgehen“.

stahl. 3/24

Schlüsselfaktor Energiekosten

Die Elektrostahlproduktion ist energieintensiv, wobei der Energieverbrauch hauptsächlich aus elektrischer Energie besteht. In Europa und insbesondere in Deutschland sind die Energiekosten in den letzten Jahren signifikant gestiegen, was größtenteils auf die hohen Strompreise zurückzuführen ist. Die Erhöhung der Netzgebühren und der Abbau von Energiesubventionen, wie der kürzlich in den Niederlanden abgeschaffte Energierabatt für Großverbraucher, haben ebenfalls zu einer Kostenerhöhung beigetragen.

Stahlerzeugung und -verarbeitung sind traditionell sehr energieintensiv und die Produktion von Millionen Tonnen Stahl pro Jahr verbraucht große Mengen an Energie. Da die Stromkosten der Stahlerzeuger zwischen 20 % und 180 % ihrer Bruttowertschöpfung ausmachen, wie UK Steel darstellt, wirken sich hohe Strompreise eindeutig nachteilig auf die Gewinne, Investitionen und die langfristige Nachhaltigkeit im Stahlsektor aus.

Die Georgsmarienhütte Holding GmbH (GMH) hat die Elektrostahl-Route schon vor 30 Jahren eingeschlagen. Heute kommt bei GMH fast ausschließlich hochwertiger Stahlschrott zum Einsatz, was zu Einsparungen von Klima- und Umweltkosten von mehr als einer halben Milliarde Euro pro Jahr führt. Doch das Elektrostahlwerk steht inzwischen vor einem existenziellen Problem: Die Kosten dieser vorbildlichen Produktionsweise sind in Deutschland praktisch nicht mehr wirtschaftlich darstellbar.

Dr. Alexander Becker, CEO der Georgsmarienhütte Holding GmbH, verweist auf die deutlich gestiegenen Strompreise, bedingt durch den politisch gewollten Radikalumbau des deutschen Strommarktes. Dem Handelsblatt gegenüber sagte er: „Die energieintensiven Industrien mit 850.000 Arbeitsplätzen haben keine Zukunft in einem Land mit den weltweit höchsten Strompreisen. Die Verlagerung von Industrieinvestitionen in Regionen mit niedrigeren Kosten hat längst begonnen und wird sich nach der jüngsten Entwicklung mit Sicherheit beschleunigt fortsetzen.“

Die schwache Nachfrage in Verbindung mit hohen und international nicht wettbewerbsfähigen Strompreisen hat die Stahlproduktion in Deutschland 2023 daher auf ein historisch niedriges Niveau gedrückt. Laut „Wirtschaftsvereinigung Stahl“ (WS) ist das Produktionsvolumen der deutschen Stahlindustrie im letzten Jahr auf den niedrigsten Stand seit 14 Jahren gesunken. Besonders hart traf es die Elektrostahlproduktion. Mit einem Minus von rund 11 Prozent wurde sogar der Tiefpunkt während der Finanzmarktkrise unterschritten.

stahl. 3/24

Kerstin Maria Rippel, Hauptgeschäftsführerin der Wirtschaftsvereinigung Stahl, kommentiert die aktuellen Zahlen: „Die Jahresbilanz der Stahlproduktion in Deutschland zeigt deutlich, dass die Lage für die Stahlindustrie – und hier insbesondere die Elektrostahlroute – sehr ernst ist. Hier besteht nach wie vor dringender politischer Handlungsbedarf: Ganz akut bei den noch immer nicht wettbewerbsfähigen Stromkosten, die mit den seit Jahresbeginn verdoppelten Übertragungsnetzentgelten so hoch sind wie nie zuvor.“

Schlüsselfaktor Energiequellen

Die Herausforderungen der grünen Transformation sind erheblich. Der Übergang erfordert nicht nur enorme Investitionen in neue Technologien und Infrastrukturen, sondern auch eine zuverlässige Versorgung mit grünem Wasserstoff und erneuerbaren Energien. Die für eine großtechnische Elektrolyse zur Herstellung von grünem Wasserstoff erforderlichen Mengen sind enorm. Nach Schätzungen des europäischen Stahlverbands Eurofer wird sich der zusätzliche Energiebedarf im Jahr 2050 auf etwa 400 TWh CO2-freien Strom belaufen – etwa das Siebenfache dessen, was der Sektor derzeit bezieht. Der Zugang zu erneuerbaren Energiequellen stellt in Europa aufgrund unzureichender Kapazitäten und hoher Kosten für erneuerbare Energien eine Herausforderung dar.

Die Versorgung mit ausreichend grünem Wasserstoff und die damit verbundenen Kosten sind daher zentrale Themen in der Debatte um die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Stahlindustrie.

Schlüsselfaktor Politik

Die Politik spielt für das Gelingen der Transformation eine entscheidende Rolle, da eine konsistente und unterstützende Regulierung für die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie und das Gelingen der Transformation unerlässlich ist. Die Stahlindustrie betont kontinuierlich die Dringlichkeit, die Energiefrage zu lösen. Dies umfasst unter anderem die Notwendigkeit, die Stromkosten für energieintensive Industrien wie die Stahlproduktion zu senken und angemessene politische Maßnahmen zu ergreifen, um die Kosten für erneuerbare Energien und Netzgebühren zu regulieren. Unsicherheiten und ständige Änderungen in der Energie- und Klimapolitik erschweren langfristige Investitionsentscheidungen und führen zu erhöhten Kosten.

Im internationalen Vergleich sieht sich die deutsche Stahlindustrie zudem einem starken Importdruck gegenüber, besonders aus Regionen mit weniger strikten Umweltauflagen. Dies bedroht nicht nur die Zukunft der Branche, sondern auch die Ambitionen Deutschlands, eine Führungsrolle in der grünen Stahlproduktion einzunehmen.

Ausblick

Die Investitionen der europäischen Stahlhersteller sind jetzt darauf ausgerichtet, Hochofentechnologien durch klimafreundliche Produktionsmethoden zu ersetzen. Doch grüne Energie und Wasserstoff sind derzeit nicht leicht zu beschaffen und wirtschaftlich tragfähig. Hierbei handelt es sich um eine grundlegende Frage, die noch gelöst werden muss – obwohl die EU bedeutende Mittel zur Verfügung gestellt hat, um den schrittweisen Übergang zu ermöglichen.

Die Kostenexplosion bei der Elektrostahlproduktion stellt die Industrie vor erhebliche wirtschaftliche und technologische Herausforderungen. Europäische Stahlproduzenten stehen zudem im Wettbewerb mit Ländern wie China und den USA, die günstigere Energiepreise und weniger strenge Umweltauflagen bieten. Dies beeinträchtigt die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Produzenten erheblich. Langfristige Lösungen erfordern sowohl technologische Innovationen als auch politische Unterstützung, um die Elektrostahlroute effizient und nachhaltig zu gestalten. Die Branche benötigt dringend klare und verlässliche Rahmenbedingungen sowie die Unterstützung durch die Politik, um diesen Wandel zu bewältigen und die Vision eines klimaneutralen, wettbewerbsfähigen "Green Steel Made in Germany" zu realisieren.