https://www.faz.net/-isd-9mxug
Verlagsspezial

: Stahlschrott ist Rohstoff

  • -Aktualisiert am

Bild: Dony/iStock

Stahl wird nicht verbraucht, sondern immer wieder neu genutzt. Im Kreislauf entsteht aus Schrott qualitativ hochwertiger Stahl. Die Kreislaufwirtschaft führt zu einer höheren Ressourceneffizienz.

          Die Kreislaufwirtschaft ist in aller Munde. Immer mehr setzt sich das Bewusstsein durch, dass Ressourcen nicht nur einmal verbaut oder verbraucht werden und anschließend entsorgt werden dürfen. Um die Verschmutzung durch CO2 zu begrenzen, ist es ein Gebot der Stunde, diejenigen Prozesse, bei denen dieses giftige Treibhausgas freigesetzt wird, wo irgend möglich so effizient zu gestalten, dass eben möglichst wenig davon in die Umwelt gelangt.

          Am weitesten geschlossen ist der Kreislauf für Stahl. Das Umweltbundesamt hat ermittelt, dass die Recyclingquote für diesen Werkstoff zum Beispiel im Verpackungsbereich nach aktuellsten Zahlen für das Jahr 2016 schon bei 92,1 Prozent lag. Papier kam an zweiter Stelle immerhin schon auf 88,7 Prozent, Glas auf 85,5 Prozent. Kunststoffe liegen unter 50 Prozent. Ein Grund für die weit fortgeschrittene Kreislaufwirtschaft bei Stahl ist darin zu finden, dass dieses Material auch als Abfall schon sehr lange einen Wert besitzt. Große Mengen an Stahlabfall landen zum Beispiel schon seit Jahrzehnten auf Schrottplätzen. Menschen bringen zum Beispiel ihr altes Auto dorthin, wenn es für den Verkehr nicht mehr taugt – und bekommend Geld dafür, den Schrottpreis. Dieser Preis ist der Anreiz, den gebrauchten Werkstoff zurückzugeben.    

          Verfahren ohne Eisenerz

          In Deutschland werden pro Jahr rund 42 Millionen Tonnen Stahl hergestellt. Das Land ist damit Europas größter Stahlproduzent und steht weltweit an siebter Stelle. Etwa zwei Drittel werden aus Eisenerz produziert, ein Drittel über Elektrostahlwerke auf der Basis von Stahlschrott. In dieser sogenannten Elektrostahlroute wird der Schrott in einem Elektrolichtbogenofen bei hohen Temperaturen geschmolzen. Graphitelek­troden leiten dabei den elektrischen Strom und erzeugen den Lichtbogen, der die elek­trische Energie mit sehr gutem Wirkungsgrad und hoher Energiedichte in Schmelzwärme umwandelt. Da dieses Verfahren ohne Eisenerz auskommt, entsteht im eigentlichen Prozess auch so gut wie kein CO2. Dennoch kann man die Produktion nicht in großem Stil erweitern, denn es gibt dafür oft nicht genug Schrott. Ein Großteil des Stahls geht in Infrastrukturprojekte wie Gebäude oder Brücken. Es dauert mitunter Jahrzehnte, bis dieser Stahl zurückkommt und wiederverwertet werden kann. Aber schon Autos ziehen den Werkstoff Stahl für über zehn Jahre aus dem Verkehr. Dennoch setzt die deutsche Stahlindustrie im Jahr nach Informationen der Wirtschaftsvereinigung Stahl etwa 20 Millionen Tonnen Schrott ein. Nennenswerte Mengen werden nämlich auch in der Hochofenroute eingesetzt, und zwar im Stahlkonverter, in dem aus dem Roheisen des Hochofens Stahl hergestellt wird.  Je nachdem, wie verfügbar und günstig der Schrott ist, variiert die Bandbreite, in der Schrott im Konverter zugesetzt wird. Das kann bis zu 30 Prozent sein. Im Moment liegt die Stahlindustrie etwa bei 20 bis 25 Prozent.

          Weil Schrott schon sehr lange als Sekundärrohstoff eingesetzt wird, gibt es dafür auch schon lange einen internationalen Markt. Ein Merkmal für die Marktfähigkeit ist, dass es wie beim Primärstahl auch für Schrott genau klassifizierte Sorten gibt. Ein Elektrostahlwerk weiß also genau, welches Material es einsetzt. Auch für Edelstahl gibt es Schrottsortenlisten, aus denen man ablesen kann, welche Legierungselemente in welcher Konzentration vorhanden sind. In Deutschland wurden zuletzt rund 8,5 Millionen Tonnen Schrott exportiert und rund vier Millionen Tonnen Schrott importiert. Die Preise werden monatlich von der Bundesvereinigung Deutscher Stahlrecycling- und Entsorgungsunternehmen (BDSV) ermittelt und international abgefragt. Derzeit ist die Versorgungslage nach deren Einschätzung gut, es gibt genügend Schrott zu für alle Seiten vertretbaren Preisen. Der Kreislauf hat nur wenige Stationen und ist lange etabliert. Nach der Herstellung wird der Stahl in Produkten verbaut. An deren Lebensende werden sie an verschiedenen Stellen gesammelt. Alte Elektrogeräte können zum Beispiel beim Hersteller zurückgegeben werden, spezielle Entsorgungsunternehmen sammeln den Stahlschrott aus dem Baubereich. Die Altprodukte werden dann an Recyclingunternehmen verkauft. Dort werden sie sortiert, gereinigt und in ihre Bestandteile aufgeteilt. Was dabei an Stahl übrig bleibt, wird geschreddert und schließlich an die Stahlhersteller verkauft, die daraus entweder wieder Neuware machen oder den Schrott im Konverter dem Roheisen beimischen.

          Das Recycling wird heute allerdings in vielen Fällen dadurch erschwert, dass der Stahl in Produkten eng mit anderen Materialien verbunden ist und die Trennung der Materialien äußerst schwierig und aufwendig ist. Wie zum Beispiel bei Sandwichblechen, deren Mittelschicht aus einem Fremdmaterial wie Kunststoff oder Aluminiumschaum bestehen kann. Solche Teile sind leichter als reine Stahlbleche und deshalb vor allem in der Autoindustrie sehr gefragt. Denn je weniger ein Auto wiegt, desto weniger verbraucht es.  Der Leichtbautrend kann der Kreislaufwirtschaft für Stahl aber damit schaden. Denn der Stahlschrott wird dadurch teurer und unter Umständen weniger nachgefragt. „Ein Recycling und das Lebensende eines Produkts müssen bereits bei dessen Herstellung mit bedacht werden, um eine Weiter- und Wiederverwertung zu ermöglichen“, sagt Jochen Nühlen vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, das sich intensiv mit dem Stahlrecycling beschäftigt.

          Theoretisch unendlich oft verwertbar

          Theoretisch kann man Stahl unendlich oft wiederverwerten – und damit Primärrohstoffe wie Eisenerz schonen. Praktisch ist das Ziel des 100-Prozent-Recyclings jedoch kaum zu erreichen. Wie weit man kommt, hängt von einer ganzen Reihe von Faktoren ab. Zum Beispiel von der jeweiligen Legierung. Es gibt weit über tausend Sorten Stahl, und jede Stahlsorte unterscheidet sich von der anderen durch die Zusätze, die man ihr gibt, damit sie bestimmte Werkstoffeigenschaften bekommt. Wenn man nun eine bestimmte Stahlsorte herstellen will, müsste man möglichst Stahlschrott mit derselben Legierung in ausreichender Menge bekommen. Das ist aber meist nicht der Fall. „In der Praxis müssen je nach eingesetztem Stahlschrott im Elektrostahlwerk noch entsprechende Legierungselemente zugesetzt werden, um die gewünschte Güte am Ende herstellen zu können. Somit kommt aus 1 Tonne Stahlschrott nie genau 1 Tonne Stahl am Ende des Prozesses heraus“, sagt Nühlen. Das gelte aber nicht nur für die Stahlproduktion, sondern gleichermaßen auch für Aluminium, Kupfer, Glas oder Papier. Je mehr Schrott eingesetzt wird, desto mehr schont man die Primärrohstoffe Eisenerz und Koks. Die Ressourceneffizienz geht aber über den Kreislauf bei Stahl hinaus. Auch viele Nebenprodukte, die bei seiner Herstellung entstehen, können wiederverwendet werden. Eisenhüttenschlacken lassen sich gut in der Zementindustrie und im Straßenbau verwenden. Eisenoxide werden in der Lackindustrie als Pigmente und als magnetisierbares Material für Festplatten gebraucht.

          Topmeldungen

          : Die Stahlproduktion soll grüner werden

          Bisher gehören CO2-Emissionen zur Stahlherstellung wie der Verbrennungsmotor zum Auto. Jetzt arbeiten die Produzenten mit Hochdruck an umweltfreundlicheren Verfahren. Für die Branche beginnt ein Rennen gegen die Zeit.
          Autos: Leichte und crashsichere Fahrzeuge wären ohne hoch-  und neuerdings ultrahochfeste Stahlbleche kaum möglich.

          : Kollaboration in Stahl

          Ob Verbrenner oder E-Fahrzeug: Wirtschaftlicher Fahrzeugleichtbau in der Großserienfertigung ist ohne innovative Stähle nicht darstellbar. Stahlhersteller und Stahlverarbeiter kooperieren, um Blechdicken durch den Einsatz neuer hoch- und höchstfester Stähle weiter zu reduzieren und selbst massiv umgeformte Komponenten gewichtsparend zu fertigen.

          : Stahlsorten nach Rezept

          Grundlagenforschung betreiben heißt, sich erst einmal nicht um den wirtschaftlichen Nutzen oder mögliche praktische Anwendungen einer neuen Erkenntnis zu kümmern. Weil man beim Max-Planck-Institut für Eisenforschung (MPIE) aber den engen Kontakt zur Stahlindustrie braucht, rücken auch deren Bedürfnisse schon früh in den Blick der Wissenschaftler.