Mit rund 7 Prozent war die Stahlproduktion 2023 für einen größeren Teil der weltweiten Emissionen verantwortlich als die Europäische Union mit ihren jährlichen Emissionen. Kohlebasierter Stahl macht etwa 70 Prozent der weltweiten Produktion aus. Der Sektor wächst, insbesondere in Schwellenländern, die eine rasante Industrialisierung durchlaufen. Da etwa die Hälfte aller geplanten Projekte auf Kohle basiert und diese Anlagen in der Regel jahrzehntelang in Betrieb sind, werden die Emissionen bis weit in die 2060er Jahre hinein festgeschrieben.
Dekarbonisierung der Stahlindustrie
„Wenn wir es ernst damit meinen, die Erderwärmung nach einem Überschießen auf 1,5 °C zurückzuführen, ist der Stahlsektor ein wirklich effektiver Bereich, in den jetzt investiert werden sollte, um erhebliche Emissionsminderungen zu erzielen“, erklärt die Hauptautorin Clara Bachorz vom PIK.
Das Team hinter der Studie, darunter auch Forschende der Interdisciplinary Transformation University Austria, nutzte detaillierte Modelle der Stahlproduktion und Daten auf Anlagenebene, um die Emissionsentwicklung und den Investitionsbedarf des Sektors bis 2070 zu untersuchen. Es verglich Szenarien, in denen sich aktuelle Trends fortsetzen, mit Pfaden, bei denen der Temperaturanstieg bis Ende des Jahrhunderts auf 1,5 °C oder weniger zurückgeführt wird.
Wer jetzt auf Kohle setzt, zahlt jahrzehntelang
„Der entscheidende Unterschied für den Stahlsektor besteht darin, ob weiterhin mit Kohle befeuerte Anlagen gebaut und saniert werden oder ob sie durch sauberere Alternativen wie wasserstofffähige Stahlwerke oder das Recycling von Stahlschrott ersetzt werden“, so Bachorz. Das könnte bis 2070 insgesamt 73 Gt CO2 einsparen, was mehr als 60 Prozent der projizierten Emissionen im Falle des fortgesetzten Baus von mit Kohle befeuerten Stahlwerken (114 Gt CO2) entspricht.
Anschließend verglich das Team die Kosten dieser Investitionsumlenkung mit denen gleichwertiger Maßnahmen zur Dekarbonisierung in anderen Wirtschaftssektoren oder zur CO2-Entnahme. „Die Investitionssummen sind beträchtlich, angesichts des Ausmaßes der betroffenen Emissionen ist dies jedoch eine kosteneffiziente Wahl“, sagte Jakob Dürrwächter, einer der Hauptautoren der Studie. „In einem Szenario, in dem wir die Erwärmung auf 1,5 °C zurückführen, werden alle kostengünstigen Optionen zur Emissionsminderung ausgeschöpft. Wenn wir es versäumen, den Stahlsektor jetzt zu dekarbonisieren, sind die verbleibenden Optionen für zusätzliche Einsparungen in anderen Sektoren doppelt so teuer.“
Die Modellierung in der Studie zeigt: In einem Szenario, in dem die Temperaturerhöhungen wieder auf 1,5 °C zurückgehen, muss man nicht nur bei neuen Anlagen auf Kohle verzichten, sondern auch bestehende mit Kohle befeuerte Anlagen stilllegen und durch emissionsärmere Alternativen ersetzen. Die Anlagen müssten also kürzer laufen – insbesondere in China, wo die meisten erst kürzlich gebaut wurden.
„Hochöfen müssen in der Regel nach 20 Jahren erstmals neu zugestellt werden“, erklärt Dürrwächter. „Bei 10 Prozent der ursprünglichen Anlageninvestition ist eine Neuzustellung ohne Berücksichtigung von Emissionen wirtschaftlich rentabel. In Verbindung mit starken politischen Signalen bietet dies jedoch eine Gelegenheit, einen Ofen stillzulegen. Andererseits könnten Hochöfen, die im nächsten Jahrzehnt gebaut werden, Emissionen bis weit in die 2060er Jahre hinein festschreiben – selbst wenn man sie nur einmal neu zustellt.“
Indiens Schlüsselrolle: 50 Milliarden Dollar, 22 Gt CO2
Laut der Studie verfügt Indien über die größte Pipeline an geplanten Kohlekraftwerken. Bei den meisten davon wurde jedoch noch nicht mit dem Bau begonnen. Dadurch ergibt sich in diesem Jahrzehnt ein enges Zeitfenster, um Investitionen in emissionsärmere Technologien umzulenken.
Die Modellierung zeigt, dass allein in Indien 22 Gt CO2 eingespart werden könnten, wenn 50 Milliarden Dollar an kurzfristigen Investitionen (2026 bis 2030) von Kohlekraftwerken auf wasserstofffähige Anlagen umgelenkt würden. Dieser Übergang stößt jedoch auf finanzielle Hindernisse. Denn wasserstofffähige Anlagen erfordern höhere Vorabinvestitionen und Schwellenländer sind in der Regel mit deutlich höheren Finanzierungskosten konfrontiert.
„Inwieweit ein rascher Übergang zu emissionsärmerem Stahl in Indien machbar ist, hängt stark von den Finanzierungsbedingungen ab. Internationale Finanzmittel, die das Investitionsrisiko senken, könnten den Ausbau der Wasserstoffstahlproduktion ermöglichen und verhindern, dass die Kapitalkosten unerschwinglich werden“, so PIK-Forscherin Bachorz.
Optimistisch stimmt: Jüngste Auktionen im Rahmen der indischen „National Green Hydrogen Mission“ ergaben niedrigere Preise als erwartet für auf grünem Wasserstoff basierendes Ammoniak. Das deutet Bachorz zufolge darauf hin, dass die Kosten für die Stahlproduktion mit Wasserstoff schneller sinken könnten als erwartet. „Wenn sich Wasserstoff als günstiger erweist als bisher erwartet, könnte Indien anderen Schwellenländern eine Blaupause für den Sprung zur sauberen Stahlproduktion liefern.“
