Stahl: Der Recycling-Weltmeister.
Stahl ist eines der am meisten recycelten Materialien der Welt. Mehr als die Hälfte davon wird immer wieder verwendet. Stahl übertrifft dabei Plastik, Glas und Kupfer. Täglich werden hunderttausende Tonnen Schrott eingeschmolzen, der von Autos, Kühlschränken, Waschmaschinen, abgerissenen Gebäuden und sogar von alten Matratzenfedern stammt.
Nachhaltigkeit und Effizienz: Die Vorteile des Stahlrecyclings
Recycelter Stahl ist sauberer als neuer Stahl, da kein neues Eisen dafür abgebaut werden muss. Und spezielle Hochöfen verbrauchen deutlich weniger Energie wie Öfen, in denen neuer Stahl hergestellt wird.
Die Balance zwischen Schrott und Eisenerz
Etwa ein Drittel des jährlich weltweit hergestellten Stahls stammt aus Schrott. Fast der gesamte Rest ist neuer Stahl, der aus Eisenerz hergestellt wird. Recycling ist besser für den Planeten und in der Regel auch billiger – warum also produzieren wir immer noch so viel neuen Stahl? Weil die Welt mehr Stahl benötigt, als Schrott liefern kann. Die enorme Nachfrage nach Stahl verdeutlicht dabei, dass wir weiterhin Eisenerz abbauen müssen.
Langfristige Nutzung und steigende Nachfrage
Die Industrie produziert weltweit fast 2 Milliarden Tonnen Stahl pro Jahr, von denen etwa die Hälfte in Gebäuden und Brücken verbaut wird, die sehr lange nicht verschrottet werden. Mit steigender Nachfrage nach Stahl wird geschätzt, dass in den kommenden Jahrzehnten mindestens die Hälfte davon immer noch aus Eisenerz hergestellt werden muss.
Wegweisende Lösungen für eine klimaneutrale Stahlproduktion
Im Moment wird für die Herstellung von neuem Stahl aus Eisen in etwa 20x mehr Koks verbraucht als für recycelten Stahl. Mit der Unterstützung erneuerbarer Energien wird nun der nächste Schritt für die klimaneutrale Stahlproduktion gesetzt. Im Zuge der Stilllegung der Hochofenroute aufgrund hoher CO2-Emissionen soll Stahl hauptsächlich im Elektrolichtbogenofen produziert werden, der mit Strom aus erneuerbaren Quellen betrieben wird.
Steigerung des Schrottanteils: Strategien für eine nachhaltige Zukunft
Um die klimaneutrale Stahlproduktion zu gewährleisten, muss der Anteil an Schrott in Österreich in den nächsten fünf bis sieben Jahren auf zwei Millionen Tonnen verdoppelt werden. Bis 2030 soll der Schrottanteil in Europa auf über 60 Prozent und bis 2050 sogar auf 75 Prozent steigen, um eine klimaneutrale Stahlwirtschaft zu ermöglichen.
Herausforderungen mit Schrotteinschlüssen
Schrotteinschlüsse, wie Kupfer, Molybdän, Chrom, Zinn, Nickel oder Arsen, können zu Qualitätsproblemen führen, da sie den Stahl verhärten und spröde machen können. Insbesondere beim Recycling von Elektroautos können vermehrt Kupferleitungen aus den Antrieben in den Stahlschrott gelangen, was zu Rissen beim Walzen führen kann. Die Herausforderung dabei: Im Schmelzprozess lassen sich Kupfer und andere Stoffe schwer bis gar nicht aus dem Stahl entfernen. Doch die Bemühungen, die Qualität zu verbessern sind sehr hoch.
Forschung für zukünftige Lösungen
Das neue Christian-Doppler-Labor für "Knowledge-based Design of Advanced Steels" an der Montanuniversität Leoben widmet sich der Erforschung der Auswirkungen von Begleitelementen im Schrott auf die Eigenschaften von Stahl. Mithilfe von KI-unterstützten Simulationen und mikromechanischen Tests sollen Grenzwerte für unerwünschte Beimengungen festgelegt werden, um die Qualität des recycelten Stahls zu verbessern. Auf dieser Basis wurden in den letzten Jahrzehnten neue Stahlsorten entwickelt, die trotz Schrottanteil im Leichtbau eine höhere Crash-Sicherheit und garantierte Qualitätsstandards bieten.
Unser Fazit: Die Verwendung von Schrott in der Stahlproduktion wird immer wichtiger. Die Optimierung der Recyclingverfahren ist dabei ein entscheidender Schritt in Richtung klimaneutraler Stahlproduktion. Allerdings stellen sich dabei technische Herausforderungen, die durch kontinuierliche Forschung und Innovationen bewältigt werden müssen.
Herausforderungen mit Schrotteinschlüssen
Schrotteinschlüsse, wie Kupfer, Molybdän, Chrom, Zinn, Nickel oder Arsen, können zu Qualitätsproblemen führen, da sie den Stahl verhärten und spröde machen können. Insbesondere beim Recycling von Elektroautos können vermehrt Kupferleitungen aus den Antrieben in den Stahlschrott gelangen, was zu Rissen beim Walzen führen kann. Die Herausforderung dabei: Im Schmelzprozess lassen sich Kupfer und andere Stoffe schwer bis gar nicht aus dem Stahl entfernen. Doch die Bemühungen, die Qualität zu verbessern sind sehr hoch.
Forschung für zukünftige Lösungen
Das neue Christian-Doppler-Labor für "Knowledge-based Design of Advanced Steels" an der Montanuniversität Leoben widmet sich der Erforschung der Auswirkungen von Begleitelementen im Schrott auf die Eigenschaften von Stahl. Mithilfe von KI-unterstützten Simulationen und mikromechanischen Tests sollen Grenzwerte für unerwünschte Beimengungen festgelegt werden, um die Qualität des recycelten Stahls zu verbessern. Auf dieser Basis wurden in den letzten Jahrzehnten neue Stahlsorten entwickelt, die trotz Schrottanteil im Leichtbau eine höhere Crash-Sicherheit und garantierte Qualitätsstandards bieten.
Unser Fazit: Die Verwendung von Schrott in der Stahlproduktion wird immer wichtiger. Die Optimierung der Recyclingverfahren ist dabei ein entscheidender Schritt in Richtung klimaneutraler Stahlproduktion. Allerdings stellen sich dabei technische Herausforderungen, die durch kontinuierliche Forschung und Innovationen bewältigt werden müssen.
