Im Rahmen des Forschungsprojekts „SAVE CO2“ wurden neue Erkenntnisse über die Nutzung von Schlacken aus der dekarbonisierten Stahlherstellung gewonnen. Diese Schlacken entstehen auf der Direktreduktionsroute im Einschmelzer und zeigen Potenzial als latent hydraulische Bindemittel in der Zementproduktion. Die Studie befasste sich intensiv mit der chemisch-mineralogischen Beschaffenheit dieser Schlacken und deren Eignung als Ersatz für den konventionellen Hüttensand.
Hintergrund und Zielsetzung der Studie
Die konventionelle Nutzung von Hochofenschlacken in der Zementindustrie ist seit Jahrzehnten etabliert und gilt als ressourcen- und klimaschonend. Im Gegensatz dazu fehlten bislang Daten und Anwendungen für Schlacken aus Eisenschwamm-basierten Prozessen. Das Forschungsprojekt zielte darauf ab, ein grundlegendes Verständnis für die Eigenschaften dieser neuen Schlackentypen zu entwickeln und ihre vollständige Nutzung als Zementhauptbestandteil zu überprüfen.
Ergebnisse der Untersuchung
Untersuchungen im Labor- und Technikumsmaßstab haben gezeigt, dass Elektroroheisenschlacken aus der Direktreduktionsroute, bei geeigneter Prozessführung und gezielter chemischer Einstellung, den herkömmlichen Hüttensand ersetzen könnten. Dies hat das Potenzial, den CO2-Ausstoß der Stahl- und Zementproduktion in Verbindung mit erneuerbaren Energien um etwa zwei Drittel zu reduzieren. David Algermissen vom FEhS-Institut betonte die Bedeutung des Konsortiums bei der Erarbeitung dieser Erkenntnisse, die von Pilotversuchen bis zur technischen Prüfung reichen.
Nächste Schritte und regulatorische Rahmenbedingungen
Die Ergebnisse des Projekts zeigen, dass die Materialeigenschaften der neuen Schlackentypen vielversprechend für den Einsatz in der Zementherstellung sind. Algermissen hob jedoch hervor, dass „nächste Schritte die normativen und rechtlichen Rahmenbedingungen“ betreffen, um eine zeitnahe Markteinführung zu ermöglichen. Die Entstehung der Schlacke ist bei thyssenkrupp geplant.
Finanzierung und Partner des Projekts
Das Projekt „SAVE CO2“ startete im Jahr 2021 mit einer breiten Partnerschaft, zu der thyssenkrupp Steel, Heidelberg Materials, das Institut für Technologien der Metalle der Universität Duisburg-Essen und Fraunhofer UMSICHT zählen. Gefördert wurde das Projekt im Rahmen der Maßnahme KlimPro-Industrie vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt sowie der Europäischen Union/NextGenerationEU. Die Betreuung erfolgte durch den DLR Projektträger.
