Mit Wasserstoff zur klimaneutralen Stahlproduktion

Q: Wann ist die Direktreduktionsanlage betriebsbereit?

Die Anlage soll im Jahr 2026 die Produktion aufnehmen.

Q: Wie wird die Öffentlichkeit beteiligt?

Die Öffentlichkeit wird bereits vor dem Beginn des Verfahrens bei der Bezirksregierung Düsseldorf über das Vorhaben durch thyssenkrupp Steel informiert. Dies geschieht unter anderem durch Bekanntgabe auf dieser Website und durch die Dialogmärkte im Sommer 2023. Die Dialogmärtke finden statt am: 07. Juni von 14-19 Uhr im Veranstaltungshaus „Zum Johanniter“ in Walsum, 12. Juni von 14-19 Uhr im Foyer der Stadthalle Walsum und 19. Juni von 15-18 Uhr im Saal des „Schwarzen Adler“ in Rheinberg Die formelle Öffentlichkeitsbeteiligung erfolgt im Rahmen des Genehmigungsverfahrens nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz, voraussichtlich im 1. Halbjahr 2024. Das beinhaltet die öffentliche Auslegung des Genehmigungsantrags sowie die Möglichkeit für die Bürger, Einwendungen bei der Genehmigungsbehörde einzureichen. Auch ein Erörterungstermin kann Teil des Genehmigungsverfahrens sein. Die Genehmigungsbehörde steuert diesen Prozess der Öffentlichkeitsbeteiligung.

Q: Welche Wege wird der Baustellenverkehr nehmen?

Das steht zum heutigen Zeitpunkt noch nicht fest. Das Ziel ist eine möglichst effiziente Baustellenlogistik, auch mit Blick auf die Verkehrswege in der Umgebung der Anlage. Nähere Informationen wird thyssenkrupp Steel bekanntgeben, sobald diese vorliegen.

Q: Wo wird die Direktreduktionsanlage gebaut und werden neue Flächen für die Anlage versiegelt?

Die Direktreduktionsanlage wird auf einer Fläche errichtet, auf der sich heute bereits ein Brammenlager befindet. Diese ist also bereits industriell genutzt und es ist nicht mit negativen Auswirkungen auf die Tier- und Pflanzenwelt zu rechnen.

Das Projekt

Die Hochöfen verschwinden, etwas Neues entsteht: In Duisburg hat thyssenkrupp Steel die Transformation eingeläutet. Bis zum Jahr 2045 wird die Stahlproduktion am Rhein klimaneutral. Als Ersatz für die heutigen Hochöfen entstehen sogenannte Direktreduktionsanlagen. Sie ermöglichen thyssenkrupp Steel zukünftig die Herstellung von klimaneutralem Stahl. Denn statt Kohle kommt künftig Wasserstoff als Reduktionsmittel in der Roheisenproduktion zum Einsatz.

Die erste Direktreduktionsanlage mit innovativen Einschmelzern entsteht 2027 auf dem Werksgelände von thyssenkrupp Steel beim Südhafen zwischen Alt-Walsum und Fahrn. Damit startet eines der weltweit größten industriellen Dekarbonisierungsprojekte, mit dem jährlich bis zu 3,5 Millionen Tonnen CO₂ vermieden werden können

Nächste Schritte

Das Land NRW und die Bundesregierung haben bereits eine substanzielle finanzielle Unterstützung für das Vorhaben zugesichert.
Gemeinsam mit dem Anlagenbauer, der SMS group, erfolgt nun die Detailplanung der Anlage. Darüber hinaus wurde das Genehmigungsverfahren angestoßen.

vergangene Meilensteine

01.03.2023

Auftragsvergabe DR-Anlage an die SMS group

07.06.2023

Dialogmarkt „Zum Johanniter“, Alt-Walsum

12.06.2023

Dialogmarkt Stadthalle Walsum

19.06.2023

Dialogmarkt „Schwarzer Adler“, Rheinberg

26.07.2023

Erhalt Förderzusage

04.10.2023

Einreichung Genehmigungsantrag nach BImSchG

26.10. bis 27.12.2023

Öffentlichkeitsbeteiligung

14.11.2023

Dialogmarkt „Zum Johanniter“, Alt-Walsum

15.01.2024

Zulassung des vorzeitigen Baubeginns

Ende 2024

Beginn der Hauptbauarbeiten

Ende 2025

Ende Genehmigungsverfahren

2027

Fertigstellung der 1. DR-Anlage

Aktuelles

Planung und Dialog

thyssenkrupp Steel befindet sich projektbegleitend in einem offenen und transparenten Dialog mit Nachbarschaft, Politik und Zivilgesellschaft, um das nun entstehende, wegweisende Projekt zur nachhaltigen Stahlherstellung am Standort Duisburg vorzustellen. In den kommenden Jahren wird thyssenkrupp Steel immer wieder transparent über das Projekt informieren. Alle zentralen Informationen stehen auf dieser Website zur Verfügung. Sie wird kontinuierlich erweitert und aktualisiert. Darüber hinaus ist thyssenkrupp Steel jederzeit ansprechbar: Fragen und Anliegen zur Direktreduktionsanlage können per E-Mail an dialog-transformation@thyssenkrupp.com gerichtet werden.

Die förmliche Öffentlichkeitsbeteiligung beginnt mit der Auslage der Antragsunterlagen im Rahmen des notwendigen Genehmigungsverfahrens nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz im Herbst 2023. Auch während der Bauarbeiten wird thyssenkrupp Steel den Dialog mit dem Umfeld fortsetzen und über aktuelle Ereignisse informieren.

Mona Neubaur, Ministerin für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen, ©MWIKE NRW/Nils Leon Brauer

Stahl hat in Nordrhein-Westfalen eine lange Tradition und prägt unseren Industriestandort in einzigartiger Weise. Die Stahlproduktion in Nordrhein-Westfalen muss schnellstmöglich klimaneutral werden, und wir begrüßen es außerordentlich, dass thyssenkrupp bereits auf diesem Weg ist.

Mona Neubaur, Ministerin für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen

Start der Bürgerinformation

thyssenkrupp Steel hat das Vorhaben im Juni 2023 auf drei Dialogmärkten öffentlich vorgestellt. Zahlreiche Interessierte nutzen das Angebot in Duisburg-Walsum und in Rheinberg. Während der Dialogmärkte standen Fachexperten von thyssenkrupp Steel als Ansprechpartner zur Verfügung und erläuterten die Informationsmaterialien und Ausstellungsstücke, darunter auch ein Modell der Anlage. Alle gezeigten Materialien sind unter 'Downloads' zu finden.

So funktioniert eine Direktreduktionsanlage

Schlackengranulierung

Die Schlackengranulierung ist ein Verfahren, das in der Stahlindustrie eingesetzt wird, um die bei der Stahlherstellung entstehende Schlacke zu verarbeiten. Dabei wird die heiße flüssige Schlacke schnell abgekühlt und granuliert. Der so erzeugte Hüttensand kann in der Zementindustrie als wertvoller Rohstoff benutzt werden.

Gießhalle und Roheisenabtransport

Die Gießhalle ist der Bereich, in dem das flüssige Roheisen aus dem Einschmelzer in sogenannte Transportpfannen gegossen wird, die wiederum zur Weiterverarbeitung in das Oxygenstahlwerk gefahren werden.

Einschmelzer

Der Einschmelzer, auch bekannt als Submerged Arc Furnace (SAF), zeichnet sich dadurch aus, dass er einen Schmelzprozess verwendet, bei dem das Metall offen in einem Bad geschmolzen wird – im Gegensatz zu geschlossenen Schmelzöfen wie dem Elektrolichtbogenofen (EAF). Der SAF ermöglicht eine effiziente Schmelze, wodurch er eine wichtige Rolle in der Metallurgie spielt.

Direktreduktionsanlage

Der Direktreduktionsturm ist das zentrale Aggregat einer CO₂-ärmeren Stahlproduktionsanlage, die die herkömmlichen Hochofenprozesse ersetzt. In diesem Turm erfolgt die Direktreduktion des Eisens aus Eisenerz mithilfe von Reduktionsgasen wie Wasserstoff (H₂). Das Ergebnis ist festes, kugelförmiges Eisen, das vor der Weiterverarbeitung im Stahlwerk in den Einschmelzern verflüssigt wird.

Reformer

Das für die Reduktion benötigte Prozessgas wird im Reformer erzeugt.

Aus einer variierbaren Mischung von Wasserstoff, Erdgas und Prozessgasen wird unter hohen Temperaturen das Reduktionsgas reformiert.

Pellet- und Rohmateriallager

Im Pellet- und Rohmateriallager der Direktreduktionsanlage wird der wesentliche Rohstoff für den Direktreduktionsprozess gelagert: Eisenerz in Form von Pellets. Das Lager ist so konzipiert, dass es eine kontinuierliche Versorgung der Anlage gewährleistet, um einen reibungslosen Betrieb des Direktreduktionsprozesses sicherzustellen.

Für die Produktion von Roheisen wird Eisenerz in Hochöfen eingeschmolzen, die mit Kohle betrieben werden. Künftig erfolgt dieser Schritt in wasserstoffbetriebenen Direktreduktionsanlagen mit nachgeschalteten, elektrisch betriebenen Einschmelzern. Die folgenden Produktionsschritte im Stahlwerk bleiben unverändert. Das Ergebnis: Hochwertiger, zukünftig klimaneutraler Stahl aus Duisburg.

Der Grundstoff der Stahlproduktion ist Eisenerz. Um daraus Roheisen herzustellen, muss der Sauerstoff aus dem Eisenerz gelöst werden – die sogenannte Reduktion. Dafür kommt künftig Wasserstoff als Reduktionsgas zum Einsatz. In der Direktreduktionsanlage löst der Wasserstoff den Sauerstoff aus dem Erz, ohne es zum Schmelzen zu bringen. Dabei entsteht direkt reduziertes Eisen, der sogenannte Eisenschwamm. Dieser wird zu einem roheisenähnlichen Produkt eingeschmolzen und anschließend im Stahlwerk und den nachfolgenden Anlagen zu hochwertigen Stahlprodukten weiterverarbeitet.

Das innovative Konzept gewährleistet eine gleichbleibend hohe Produktqualität, da es sich nahtlos in das bestehende Hüttenwerk integriert. Es ermöglicht die Beibehaltung aller nachfolgenden Prozessschritte ab dem Stahlwerk. Damit kann auf effiziente Weise die bestehende Anlagenstruktur genutzt werden.

Wir wollen und müssen industriellen Klimaschutz betreiben. Denn wir stehen heute für 2,5 Prozent der deutschen CO₂- Emissionen. Das wollen wir ändern.

Dennis Grimm, Sprecher des Vorstands der thyssenkrupp Steel Europe AG

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FAQ

Warum stellt thyssenkrupp Steel die Roheisenproduktion um?

Die Nachfrage nach grünem Stahl nimmt zu. Das Ziel von thyssenkrupp Steel ist es, auf diesem Markt und bei der Dekarbonisierung der Stahlindustrie eine führende Rolle einzunehmen. Davon profitieren auch die Kunden von thyssenkrupp Steel bei der Erreichung ihrer eigenen Dekarbonisierungsziele.

Was sind die nächsten Schritte?

thyssenkrupp Steel hat im Februar 2023 die SMS group als Anlagenbauer beauftragt.

Im Sommer 2023 veranstaltete thyssenkrupp Steel öffentliche Dialogmärkte im Umfeld. Dort konnten sich die interessierten Bürger über die Direktreduktionsanlage informieren und mit den Fachexperten ins Gespräch kommen.

Die Planungsunterlagen reichte thyssenkrupp Steel im Oktober 2023 bei der Bezirksregierung Düsseldorf zur Genehmigung ein.

Die Vorbereitungen des Baufelds haben im Sommer 2023 begonnen.

Wann ist die Direktreduktionsanlage betriebsbereit?

Die Anlage soll im Jahr 2027 die Produktion aufnehmen.

Wie wird die Öffentlichkeit beteiligt?

Die Öffentlichkeit wurde bereits vor dem Beginn des Verfahrens bei der Bezirksregierung Düsseldorf über das Vorhaben durch thyssenkrupp Steel informiert. Dies geschah unter anderem durch Bekanntgabe auf dieser Website und durch die Dialogmärkte im Sommer 2023.

Die formelle Öffentlichkeitsbeteiligung findet im Rahmen des Genehmigungsverfahrens nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz, ab Herbst 2023 statt. Das beinhaltet die öffentliche Auslegung des Genehmigungsantrags sowie die Möglichkeit für die Bürger, Einwendungen bei der Genehmigungsbehörde einzureichen. Auch ein Erörterungstermin kann Teil des Genehmigungsverfahrens sein. Die Genehmigungsbehörde steuert diesen Prozess der Öffentlichkeitsbeteiligung.

Warum wird der Antrag während der Offenlegung nicht im Internet veröffentlicht?

Bei der geplanten Anlage handelt es sich hinsichtlich der Kombination von Direktreduktionsanlage mit Einschmelzern sowie dem vorgesehenen Wasserstoffbetrieb um die erste Anlage ihrer Art. Das Verfahren steht daher unter weltweiter Beobachtung, auch von Konkurrenten. Um das Know How des Anlagenlieferanten zu schützen, verzichten wir daher in diesem Fall auf die Veröffentlichung des Genehmigungsantrags im Internet.

Über den Antragsinhalt können Sie sich an den verschiedenen Auslegungsorten in Ihrer Nähe sowie beim Dialogmarkt am 14.11.23 informieren.

Wer ist der Ansprechpartner für die Bürger?

Das Projekt-Team steht für Fragen, Anregungen und Rückmeldungen aller Art unter dialog-transformation@thyssenkrupp.com gerne zur Verfügung.

Wie groß wird die Anlage?

Die Direktreduktionsanlage mit den nachgeschalteten Einschmelzern und Nebenaggregaten entsteht auf dem heute als Brammenlager genutzten Teil des Werksgeländes von thyssenkrupp Steel am Südhafen Walsum.

Die Direktreduktionsanlage hat eine Kapazität von 2,5 Millionen Tonnen direkt reduziertem Eisen (dem sogenannten Eisenschwamm).

Wie wird die Anlage aussehen?

Die optische Anmutung der Direktreduktionsanlage und der Einschmelzer ist abhängig von der technischen Planung durch den kürzlich beauftragten Anlagenbauer, die SMS group. Weitere vorläufige Darstellungen und Entwürfe, die über die hier veröffentlichten Skizzen hinausreichen, werden auf dieser Website veröffentlicht.

Der höchste Anlagenteil wird die Direktreduktionsanlage selbst sein, mit ca. 140 Metern Höhe. Zum Vergleich: Der Hochofen Nummer 1 von thyssenkrupp Steel hat eine Höhe von 110 Metern, die Kamine der Sinteranlage sind 150 bzw. 250 Meter hoch. Der Schornstein des Kraftwerks Walsum ist 300 Meter hoch, der dortige Kühlturm hat eine Höhe von 181 Metern.

Welche Wege wird der Baustellenverkehr nehmen?

Ein Großteil der Transporte zur Baustelle wird per Schiff abgewickelt. Viele Bauelemente werden andernorts vormontiert und über den Rhein angeliefert.

Das Tor 5 führt den Verkehr über das Lettebecken auf dem Werksgelände direkt bis zum Baufeld und umgeht die Wohnbebauung komplett.

Woher stammt der Wasserstoff für die Direktreduktionsanlage?

thyssenkrupp Steel arbeitet seit mehreren Jahren am Aufbau einer Lieferinfrastruktur mit verschiedenen Wasserstofflieferanten. Der Anschluss an ein überregionales Wasserstoffnetz erfolgt bis 2027.

Die Direktreduktionsanlage mit den innovativen Einschmelzern ist zu 100 % wasserstofffähig. Die Inbetriebnahme und das Hochfahren der Direktreduktionsanlage geschieht mithilfe von Erdgas. Anschließend wird der Wasserstoffanteil sukzessive auf 100 Prozent erhöht.

Wo wird die Direktreduktionsanlage gebaut und werden neue Flächen für die Anlage versiegelt?

Die Errichtung der Anlage erfolgt auf industriell stark geprägten und heute bereits versiegelten Flächen im Werksbereich Duisburg-Nord. Im Nahbereich und im Umfeld des Baufeldes sind keine besonders schützenswerten Arten vorhanden.

Warum wird die Direktreduktionsanlage nicht weiter südlich anstelle der bestehenden Hochöfen gebaut?

Um eine konstante Produktionskapazität zu gewährleisten, muss die erste Direktreduktionsanlage parallel zum laufenden Betrieb der Hochöfen aufgebaut werden. Daher kann die erste Direktreduktionsanlage mit Einschmelzern nicht auf dem derzeit für die Roheisenproduktion genutzten Areal entstehen.

Welchen Einfluss hat die Direktreduktionsanlage auf die Arbeitsplätze am Standort?

Mit diesem Schritt in die Transformation werden viele tausend gute und qualifizierte Arbeitsplätze erhalten. Durch den Innovationsverbund zwischen thyssenkrupp Steel und SMS werden im Zuge der Errichtung der größten deutschen Direktreduktionsanlage auch neue Qualifikationen benötigt und Arbeitsplätze geschaffen. Davon profitieren Duisburg und die gesamte Region.

Welche Stoffe werden eingesetzt?

Zum Einsatz kommen Eisenerzpellets, Erdgas und/oder Wasserstoff als Reduktionsgas sowie Zuschlagsstoffe wie zum Beispiel Kalk und Kies.

Welche Abfälle entstehen beim Betrieb der Anlage und wie werden diese verwertet oder entsorgt?

Die in der DR-Anlage erzeugten Reststoffe sollen vorrangig als Kreislaufstoffe in den eisen- und stahlerzeugenden Anlagen von thyssenkrupp Steel Europe eingesetzt werden, um den in ihnen enthaltenen Eisenanteil wieder nutzbar zu machen.

Reststoffe, die nicht als interne Kreislaufstoffe wieder eingesetzt werden können, werden einer ordnungsgemäßen, schadlosen Entsorgung zugeführt werden.

Wie sorgt thyssenkrupp Steel für den sicheren Betrieb mit Wasserstoff?

Die Anlage wird von Beginn an so geplant, dass ein sicherer Betrieb gegeben ist. Dazu werden mit dem Anlagenbauer und externen Sachverständigen systematische Sicherheitsbetrachtungen durchgeführt und alle erforderlichen Maßnahmen technisch umgesetzt, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Die Maßnahmen sind ebenfalls Teil der behördlichen Überprüfung und Genehmigungsvoraussetzung.

Wird die Anlage behördlich abgenommen und überwacht?

Für die Anlage werden in der Planung die erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen auf der Grundlage von systematischen Sicherheitsbetrachtungen erstellt und umgesetzt. Die Sicherheitsmaßnahmen werden dann im Rahmen der Inbetriebnahmeprüfungen durch behördlich anerkannte Sachverständige überwacht und abgenommen. Diese Abnahmen sind Teil der Genehmigungserteilung. In der Betriebsphase finden regelmäßige behördliche Inspektionen statt.

Wurde diese Technik schon einmal erprobt?

Weltweit sind mehrere Direktreduktionsanlagen im Einsatz, bei denen sowohl Erdgas als auch Wasserstoff als Reduktionsgas verwendet wird.

Neu in diesem Verfahren ist die Einbindung in den Verbund aus nachgeschalteten Einschmelzern und dem bestehenden Stahlwerk am Standort. Damit entsteht in Duisburg eines der weltweit größten Dekarbonisierungsprojekte.

Welche Emissionen entstehen durch die Anlage?

Der Bau der Direktreduktionsanlage ist ein aktiver Beitrag zum Klimaschutz. Die Emissionen an CO₂ werden gegenüber dem herkömmlichen Hochofenprozess deutlich gemindert. Bei dem späteren Einsatz von Wasserstoff können in Summe über 3,5 Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr eingespart werden.

Wie geht es nach dem Bau der Direktreduktionsanlage weiter?

thyssenkrupp Steel hat sich das Ziel gesetzt, die gesamte Roheisenproduktion am Standort Duisburg bis zum Jahr 2045 umzustellen. Das heißt: Nach der Fertigstellung der ersten Direktreduktionsanlage mit nachgeschalteten Einschmelzern in Duisburg-Walsum wird auch die restliche Produktion auf klimaneutrale Verfahren umgestellt werden.

Werden die Stahlwerke in Duisburg in Zukunft größer oder kleiner?

Die neu entstehenden Anlagen werden innerhalb des bestehenden Standortes gebaut. Die flächenmäßige Größe des Standorts von thyssenkrupp Steel bleibt unverändert.