| Energiewirtschaft |
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| Stellungnahmen und Beiträge zum CO2-Emissionshandel ...weiter | |
| Stellungnahmen und Beiträge zur Energiepolitik ...weiter |
| Die deutsche Stahlindustrie gehört aufgrund ihrer Erzeugungsmenge zu den besonders energieintensiven Branchen. Sie ist der bedeutendste Stahlerzeuger innerhalb der EU; ihr Anteil an der europäischen Erzeugung liegt bei 23,1 % (2008, EU27). Die Rohstahlerzeugung in Deutschland von 45,8 Mio. Tonnen im Jahre 2008 wurde zu 68,1 % aus Oxygenstahl und zu 31,9 % aus Elektrostahl mit einem hohen Anteil an Edelstahl erschmolzen. Die steigenden Qualitätsanforderungen und der zunehmende Kostendruck haben in der deutschen Stahlindustrie in der zurückliegenden Zeit nicht nur weitreichende Rationalisierungsmaßnahmen ausgelöst, sondern auch erhebliche technologische Fortschritte hervorgerufen. Erkennbar sind diese insbesondere auch in einer wesentlichen Steigerung der Energie- und Stoffeffizienz. Effizienzsteigerung heißt hierbei eine fortlaufende Erhöhung des Output-Input-Verhältnisses beim gesamten materiellen Ressourceneinsatz.  Entwicklung der Energieeffizienz und der Struktur des Energieträgereinsatzes für die Stahlerzeugung in Deutschland Der im Teilbild links oben auf die Rohstahlerzeugung bezogene spezifische Primärenenergieverbrauch konnte von 1960 bis 2008 um 32,0 % von 29,4 auf 18,0 GJ je Tonne Rohstahl verringert werden. Diese Verbrauchsminderung entspricht 321 kg SKE/t Rohstahl. Noch bedeutender war die Absenkung der spezifischen CO2-Emission um 1.068 kg von 2.439 auf 1.371 kg CO2 je Tonne Rohstahl oder um 43,8 %. Erreicht wurden diese Ergebnisse durch den fortlaufenden Strukturwandel, durch Innovationen in der Verfahrens- und Anlagentechnik und die energietechnische und ausbringensverbessernde Weiterentwicklung der Prozesse. Begleitet wurden diese Maßnahmen durch die ständige Anpassung und Optimierung der emissionsmindernden Energieverbundwirtschaft. Die im rechten Teilbild dargestellte Struktur der Energieträger wurde durch die bedeutende Verringerung des Bedarfs an Reduktionsmitteln für den Hochofenprozess sowie den Einsatz von Schweröl als Ersatz für den Hochofenkoks ebenso beeinflusst, wie durch den verstärkten Einsatz von Erdgas und erhöhtem Strombedarf für die Hochtemperatur- und Umformprozesse sowie den zunehmenden Bedarf für Anlagen der Weiterverarbeitung. Im letzten Jahrzehnt gewann bei den Ersatzreduktionsmitteln die Einblaskohle steigende Bedeutung, wobei der Kohleeinsatz den Schweröleinsatz schon seit Jahren mengenmäßig übertrifft. Der rohstofflich bedingte und metallurgisch unverzichtbare Einsatz von Reduktionsmitteln für die Roheisenerzeugung hat heute einen Anteil von rund 64,3 % des Gesamtenergiebedarfs der Stahlindustrie. Da sich aufgrund der gegebenen Einsatzstoffe und Prozesstechnik der Bedarf an Kohlenstoffträgern für den Eisenerz-Reduktionsprozess im Hochofen nur noch in geringem Umfang verringern lässt, werden Energieeinsparpotentiale nahezu ausschließlich im Bereich der restlichen 35,7 %, nämlich bei dem Bedarf an Brenngasen und elektrischer Energie, wirksam werden. Unter dem Gesamtaspekt der Ressourceneffizienz umfasst die rationelle Energienutzung in der Metallurgie mit ihrer Vielzahl von verketteten Einzelprozessen vor allem eine möglichst effiziente Stoffnutzung sowohl beim Rohstoffeinsatz als auch bei der Herstellung der Zwischen- und Fertigprodukte. So sind die ständige Verbesserung des Ausbringens in den einzelnen Fertigungsstufen genauso wie die Verminderung, Rückgewinnung und Nutzbarmachung von kreislaufgeeigneten Stoffen bei der Stoffumwandlung bedeutende Maßnahmen zur Minderung des Gesamtenergiebedarfs und damit der CO2-Emissionen. |
Das Prozess- und Energieverbundschema dieses Bildes verdeutlicht, dass die Energieverbundwirtschaft, als dominierende Einflussgröße in der Energiewirtschaft eines integrierten Hüttenwerks, entscheidend durch die Art der Prozesskombination und der Energienutzung in aufeinanderfolgenden Produktionsprozessen und den verbundenen Energieumwandlungsprozessen geprägt wird. So kann die zwangsweise anfallende Kuppelenergie oder nicht nutzbare Restenergie eines Prozesses die Nutzenergie des folgenden Prozesses sein. Die mehrmalige Anwendung dieses Prinzips wird als Energiekaskade bezeichnet. Oxygenstahlerzeugung: Anlagenstruktur des Kernbereichs integrierter Hüttenwerke mit Kuppelenergienutzung im Energieverbund Um die Hochofenanlage - als zentralen Betriebsbereich - sind alle anderen Betriebe in unmittelbarer Nähe angeordnet. Ebenfalls in zentraler Lage befindet sich das Kraftwerk. Dies ist für die Energiewirtschaft des Hüttenwerkes von Bedeutung, da von hier aus alle anderen Betriebsbereiche Strom und Dampf beziehen und hier alle überschüssigen Kuppelgase, die in anderen Betriebsbereichen nicht mehr eingesetzt werden, verstromt werden. Je nach Standortgegebenheiten kann das Kraftwerk ein reines Hüttenkraftwerk, ein Gemeinschaftskraftwerk mit einem Versorgungsunternehmen oder eines anderen Unternehmens, wie z. B. die Bundesbahn, sein. Gleiches trifft in Bezug auf die Verbundbeziehungen auch für die Sauerstoffversorgung zu. Der Energieverbund kann mit anderen Energieträgern über das Hüttenwerk hinaus bestehen, wenn mit benachbarten Industrieunternehmen oder kommunalen Versorgungsbetrieben bestimmte Vereinbarungen über Energiebezug oder -lieferung getroffen sind. Die energiewirtschaftliche und ökologische Bedeutung dieser Verbundnutzung ist vorrangig auch dadurch gegeben, dass die in der Kokerei, am Hochofen und im Oxygenstahlwerk zwangsweise anfallenden Prozessabgase nach Aufbereitung als umweltgerechte gasförmige Sekundärenergieträger Koksofengas, Hochofengas und Konvertergas genutzt werden. Das beim Entgasungsprozess in der Kokerei entstehende Koksofengas hat durch das hohe Verhältnis Wasserstoff zu Kohlenstoff noch einen um 25 % günstigeren CO2-Emissionsfaktor als das Erdgas. Sowohl das Koksofengas als auch das Hochofengas und Konvertergas werden als schwefelarme Brennstoffe neben den thermischen Hochtemperaturprozessen der Stahlindustrie auch zu einem erheblichen Anteil in anderen energieverbrauchenden Sektoren eingesetzt. Das Beispiel der Hochofengasnutzung soll diese Anwendungsvielfalt verdeutlichen. Hochofengas ist für die Energiebedarfsdeckung und somit für die Energiestruktur der integrierten Hüttenwerke noch immer von vorrangiger Bedeutung, es wird vorzugsweise prozesssynchron oder prozesskettensynchron in den Winderhitzern und zur Windverdichtung, in der Kokerei zur Unterfeuerung, in den Dampfkesseln und zur Prozessdampf- und Stromerzeugung eingesetzt. Mit dem eigenerzeugten Strom werden in der Tieftemperaturluftzerlegungsanlage mittelbar Sauerstoff und die Kuppelprodukte Stickstoff und Argon erzeugt. Das durch das Frischen mit dem Sauerstoff im Oxygenstahlprozeß freigesetzte schwefelarme Konvertergas eignet sich aufgrund seiner wärmetechnischen Eigenschaften ausgezeichnet für die Nutzung in Wärmöfen und substituiert in diesen und anderen Hochtemperaturprozessen fremdbezogenes Erdgas. Sauerstoff wie auch Stickstoff wird beispielsweise wiederum verstärkt im Hochofenprozess beim Kohleeinblasen eingesetzt - Argon zum Bodenspülen bei den metallurgischen Prozessen. Diese Energieverbundwirtschaft bezieht ihren Gewinn aus dem großen Optimierungsfeld kombinierter Verfahrensstufen, Versorgungs- und Nebenanlagen und gewährleistet ein hohes Maß an Restenergienutzung sowie zur Minimierung aller energiebedingten Emissionen. Eine Tatsache, der im Zusammenhang mit der Diskussion um rationellere Energienutzung und Forderung nach klimaentlastender Energietechnik Vorbildfunktion zukommt und die in der Öffentlichkeit noch viel zu wenig Beachtung findet. |
| Tätigkeitsschwerpunkt dieses Aufgabengebietes in den Unternehmen der Stahlindustrie ist die technisch-wissenschaftliche Behandlung von Bau, Betrieb und Prozessoptimierung sowie die Entwicklung und Forschung der thermoprozesstechnischen Verfahren, Anlagen und Komponenten. Ein besonderer Schwerpunkt innerhalb dieses Gesamtgebietes sind die verschiedenen brennstoffbeheizten Wärmöfen in Walzwerken. Sie haben die Aufgabe, das Einsatzgut möglichst gleichmäßig durchwärmt auf eine vom Umformprozess jeweils vorbestimmte Ziehtemperatur zum vorgegebenen Ziehzeitpunkt zu erwärmen. Weiterhin soll dieser Erwärmungs- und Durchwärmungsvorgang energieoptimal und kostengünstig bei geringer Verzunderung und den Werkstoff nicht beeinträchtigender Randentkohlung erfolgen. Ebenso sollen andere Oberflächenfehler, wie beispielsweise Kratzmarken während des Ofentransportes des Einsatzgutes, vermieden werden. Die ofentechnische, wärmewirtschaftliche und emissionsmindernde Weiterentwicklung besonders der letzten zehn Jahre führte dazu, dass neue oder modernisierte Walzwerksöfen als prozessrechnergeführte Erwärmungsmaschinen betrieben werden. Zielsetzung einer Prozessrechnerführung an einem Ofen mit zum Teil unterschiedlicher Gewichtung sind Minimierung des Energieverbrauchs, Vergleichmäßigung und Einhaltung des geforderten Erwärmungszustandes besonders bei instationärem Betrieb, Verminderung der Verzunderung, Entlastung des Ofenpersonals, Leistungssteigerung, Abstimmung des Einsatz- und Ziehtaktes innerhalb einer Ofengruppe, Qualitätssicherung und Dokumentation. Neben der rechnerunterstützten Ofenführung ist die ständige Verminderung von umweltbeeinflussenden Emissionen bei Verbrennungsprozessen durch eine weiterentwickelte Brenner- und Wärmerückgewinnungstechnik sowie die Sicherheit, Überwachung und Instandhaltung von Ofenanlagen ein weiterer wesentlicher Bestandteil des branchenübergreifenden Erfahrungsaustausches mit Instituten der Hochschulen und der Gaswirtschaft. Bedeutende Impulse zur energie- und prozesstechnischen Weiterentwicklung ergeben sich insbesondere durch die seit 1968 bestehende enge Zusammenarbeit mit dem Bereich Energie- und Verfahrenstechnik des Betriebsforschungsinstituts (BFI) - VDEh-Institut für angewandte Forschung GmbH. |
Die Stahlindustrie beteiligt sich schon seit 1990 an der nationalen Klimavorsorgepolitik, die eine Minderung der CO2-Emissionen und damit des Inputs an Kohlenstoff zum Ziel hat. In ihrer zweiten Branchenerklärung vom Mai 2001 hat die Stahlindustrie im Rahmen der Klimavorsorgeerklärung der deutschen Wirtschaft zugesagt, bis 2012 ihre spezifische rohstoff- und energiebedingte CO2-Emission gegenüber 1990 um 22 % zu vermindern.  Indexentwicklung der absoluten und spezifische CO2-Emission der Stahlindustrie in Deutschland seit 1990 Wie die Auswertung für die Stahlindustrie in dieser Darstellung dokumentiert, konnte von 1990 bis 2008 die auf die gesamte Rohstahlerzeugung bezogene spezifisch rohstoff- und energiebedingte CO2-Emission bereits um 14 % gesenkt werden. Auch bei der klimapolitisch maßgebenden absoluten CO2-Minderung wurde ein wesentlicher Beitrag geleistet. Bezogen auf die gleiche Rohstahlerzeugung 1990 und 2008 verminderte sich der CO2-Ausstoß um 9,8 Mio. t. Der zunehmende Abstand im zyklischen Dreijahresverlauf zwischen der Rohstahlerzeugung und absoluten CO2-Emission verdeutlicht die fortschreitende Entkopplung dieser Größen. Gleiches trifft auch auf die entkoppelte Entwicklung des spezifischen Primärenergieverbrauchs und der spezifischen CO2-Emission zu. 1960 war noch ein spezifischer Reduktionsmittel- und Energieverbrauch von 29,4, 1990 von 20,6 und letztes Jahr von 18 GJ je t Rohstahl erforderlich. Die spezifische CO2-Emission konnte von 1990 bis 2008 von 1,59 auf 1,37 t je t Rohstahl gesenkt werden. 1960 wurde je t Rohstahl noch 2,44 t CO2 emittiert. Modernisierungsinvestitionen aller Art, Investitionen in den Strukturwandel und gezielte Energieeinsparinvestitionen von über 15 Mrd. EURO führten zu diesem Ergebnis. Es bestätigt erneut die Tatsache, dass energiesparende bzw. CO2-mindernde Verbesserungen vor allem durch kontinuierliche, autonome Investitionen bestimmt werden. Je häufiger und schneller der Kapitalstock umgesetzt wird, desto mehr kommen auch energiesparende Techniken zum Einsatz. Eine zusätzliche klimapolitisch bedingte finanzielle Belastung, gleich welcher Art, entzieht der Industrie die Mittel, die sie zur Erneuerung ihrer Produktionsanlagen und Forschung und Entwicklung benötigt und ist deshalb abzulehnen. Den technisch-wissenschaftlichen Erfahrungsaustausch auf dem Gebiet der metallurgischen Energiewirtschaft und hüttentechnischen Anlagen im Hinblick auf die Einflüsse veränderter Energiemarktdaten und des Fortschrittes der Verfahrenstechnik betreibt der seit 1919 bestehende Energieausschuss des Stahlinstituts VDEh. Bestandteil dieses Erfahrungsaustausches ist auch die Energie- und Klimapolitik. In diesem Bereich wird die Entwicklung auf diesen Gebieten verfolgt, werden die jährlichen CO2-Monitoring-Fortschrittsberichte und die Positionen der Stahlindustrie zu energie- und klimapolitischen Themen erarbeitet sowie energiewirtschaftliche und energiesteuerrechtliche Fragestellungen gemeinsam mit der Wirtschaftvereinigung Stahl behandelt. |
| Selbstverpflichtung der Stahlindustrie zur Klimavorsorge |
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Bisher wird der Erfolg der Selbstverpflichtung zur Klimavorsorge der Stahlindustrie in Deutschland anhand ihrer CO2-Emission bezogen auf die Rohstahlerzeugung gemessen. Demnach hat die Stahlindustrie ihre spezifischen CO2-Emissionen gegenüber 1990 um 14,0 % von 1,594 t CO2/t Rohstahl auf 1,371 t CO2/t Rohstahl in 2008 verringert.
Dabei werden allerdings die tatsächlich erzielten Minderungen in der Stahlindustrie nicht vollständig erfasst. Dies liegt daran, dass die CO2-Emissionen lediglich auf die Rohstahlerzeugung bezogen werden, obwohl sie nicht nur aus dem Reduktionsmittel- und Energieeinsatz für die Rohstahlerzeugung ermittelt werden, sondern auch aus dem Energieverbrauch der Weiterverarbeitung des Rohstahls sowie des importierten Halbzeugs. Bezieht man die CO2-Emissionen hingegen auf den gesamten Bereich ihrer Entstehung, wie warmgewalzte Stahlfertigprodukte, nahtlose Stahlrohre und Schmiedefertigerzeugnisse, kommt auch für den Bereich der Weiterverarbeitung die Effizienzsteigerung zum Tragen. Diese ist durch die Steigerung des Stranggießanteils und der Verringerung des Aufkommens von Kreislaufschrott gekennzeichnet. Damit konnte das Eisenausbringen während der letzten Jahre kontinuierlich von 85 % im Jahr 1990 auf 90 % im Jahr 2008 gesteigert werden. Das bedeutet, dass je Tonne Fertigprodukt weniger Eisen benötigt wird und somit weniger CO2-Emissionen entstehen. Folgerichtig verringern sich die spezifischen CO2-Emissionen in Bezug auf die Stahlfertigprodukte stärker als in Bezug auf die Rohstahlproduktion - nämlich um 21,4 % von 1,891 t CO2/t im Jahr 1990 auf 1,486 CO2/t im Jahr 2008. ... zum aktuellen Fortschrittsbericht |
| Energieverbrauch von Produkten reduzieren |
| Nicht nur in der Stahlproduktion, sondern auch in der Produktentwicklung trägt die Stahlindustrie dazu bei, Energie zu sparen - zum Beispiel in der Automobilindustrie: Höherfeste Stähle machen es möglich, leichtere Bauteile einzusetzen. Das reduziert das Gewicht der Autos und damit den Kraftstoffverbrauch. Oder ein Beispiel aus der Stromproduktion: Pro Jahr werden weltweit alles in allem rund zwölf Milliarden Megawattstunden verbraucht. Etwa fünf Prozent dieser riesigen Energiemenge gehen durch Umwand-lungsverluste in Transformatoren verloren. Innovative Elektrobleche mit erheblich verbesserten magnetischen Eigenschaften haben in den letzten zehn Jahren den Energieverlust in Hochspannungstransformatoren um gut 30 Prozent reduziert. ...Weiter |
| Spitze in der Stahlforschung |
| Die Forschungsabteilungen der deutschen Stahlindustrie halten bei der Entwicklung neuer Stahlsorten und spezieller Bauteile eine Spitzenposition. Ihr Know-how spielt nicht zuletzt beim Ausbau alternativer Energien eine wichtige Rolle. Ob Windkrafträder, solare Parabolspiegel oder Brennstoffzellen - überall ist der Werkstoff Stahl von großer Bedeutung. ...Weiter |
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