Ein Ofen statt DRI plus EAF: Hertha Metals geht bei grünem Stahl einen anderen Weg

Die Industrie folgt derzeit weitgehend einer technologischen Richtung: Eisenerz wird zunächst direktreduziert, der dabei entstehende Eisenschwamm anschließend im Elektrolichtbogenofen eingeschmolzen. Hertha Metals aus dem texanischen Conroe will diesen Weg deutlich verkürzen. Das US-Unternehmen entwickelt mit Flex-HERS ein Verfahren, das Eisenerz in einem einzigen Prozessschritt direkt in flüssigen Stahl oder hochreines Eisen überführen soll.

Damit unterscheidet sich der Ansatz erheblich von vielen derzeit geplanten europäischen Transformationsprojekten. Dort ersetzen Direktreduktionsanlagen auf Erdgas- beziehungsweise Wasserstoffbasis den Hochofen. Der anschließend benötigte Elektrolichtbogenofen bleibt jedoch ein eigenständiger Prozessschritt.

Vom Erz direkt zum Stahl

Hertha bezeichnet Flex-HERS als semi-kontinuierlichen pyrometallurgischen Prozess. Nach Angaben des Unternehmens können darin Reduktion und Weiterverarbeitung zum Metall zusammengeführt werden. Als Energie- und Reduktionsmittel kommen Erdgas, Wasserstoff und elektrische Energie zum Einsatz.

Interessant ist dabei nicht allein die Verkürzung der Prozesskette. Das Verfahren soll auch wesentlich weniger anspruchsvoll bei den eingesetzten Rohstoffen sein. Neben hochwertigen Eisenerzen sollen Erze mit weniger als 60 Prozent Eisengehalt, Feinerze sowie oxidische Reststoffe wie Walzzunder verarbeitet werden können.

Gerade dieser Punkt könnte für die künftige CO₂-arme Stahlproduktion Bedeutung gewinnen. Konventionelle Direktreduktionsanlagen benötigen in der Regel vergleichsweise hochwertige Eisenerzqualitäten. Mit dem weltweit zunehmenden Aufbau von DRI-Kapazitäten wächst deshalb auch der Bedarf an entsprechenden DR-Pellets und Konzentraten.

Pilotanlage produziert eine Tonne täglich

Ganz am Anfang steht Flex-HERS nicht mehr. In Conroe betreibt Hertha Metals eine Pilotanlage, die nach Unternehmensangaben seit September 2024 kontinuierlich bis zu eine Tonne Eisen beziehungsweise Stahl pro Tag produziert. Dabei wurden unterschiedliche Einsatzstoffe sowie Erdgas und Wasserstoff erprobt.

Beim Energieverbrauch nennt Hertha ebenfalls ambitionierte Werte. Das Unternehmen spricht von rund 30 Prozent weniger Energiebedarf gegenüber konventionellen Verfahren. Beim Betrieb mit Erdgas sollen die CO₂-Emissionen um mindestens 50 Prozent sinken. Bei Einsatz von sauber erzeugtem Wasserstoff hält Hertha Reduktionen von bis zu 98 beziehungsweise 99 Prozent für möglich. Diese Werte beruhen bislang auf Angaben des Unternehmens und müssen sich beim Hochskalieren des Verfahrens auf industrielle Größenordnungen bestätigen.

Genau dort liegt die entscheidende Frage. Zwischen einer Pilotanlage mit einer Tonne Tagesleistung und einem Stahlwerk liegen mehrere Größenordnungen.

Der nächste Schritt führt in industrielle Dimensionen

Hertha plant deshalb die schrittweise Skalierung. Eine nächste Anlage soll eine Jahreskapazität von mehr als 9.000 Tonnen erreichen und zunächst unter anderem hochreines Eisen produzieren. Dieses wird beispielsweise für NdFeB-Permanentmagnete benötigt.

Langfristig geht es jedoch um Stahl. Bis 2030 nennt Hertha eine Größenordnung von 500.000 Tonnen pro Jahr – damit würde das Verfahren die Dimension eines kommerziellen Mini-Mills erreichen.

Das Konzept setzt dabei bewusst nicht ausschließlich auf Wasserstoff. Eine Anlage kann zunächst mit Erdgas betrieben und später auf Wasserstoff umgestellt werden, ohne dass nach Angaben des Unternehmens der Ofen grundlegend verändert werden muss. Hertha sieht darin einen Weg, neue Produktionskapazitäten bereits aufzubauen, bevor ausreichend kostengünstiger grüner Wasserstoff verfügbar ist.

Eine Alternative zur langen Prozesskette?

Ob Flex-HERS tatsächlich eine Alternative zu Hochofen, Direktreduktion und Elektrolichtbogenofen werden kann, muss die industrielle Skalierung zeigen. Interessant ist der Ansatz, gerade vor dem Hintergrund der derzeitigen Milliardeninvestitionen in neue DRI- und EAF-Kapazitäten, dennoch.

Während ein großer Teil der Stahlindustrie versucht, die bestehenden Prozessschritte klimafreundlicher zu gestalten, stellt Hertha Metals eine grundsätzlichere Frage: Wie viele dieser Prozessschritte werden künftig überhaupt noch benötigt?

Quelle: Woodlands Online / Hertha Metals / Foto: Hertha Metals