Mit Schlacke zu grünem Stahl und Zement

Der Umstieg der Stahlindustrie auf Elektrolichtbogenöfen markiert einen wichtigen Schritt in Richtung Dekarbonisierung, bringt jedoch gleichzeitig neue Herausforderungen für die Verwertung von Schlacke, dem anfallenden Nebenprodukt, mit sich. Im Climate Lab hat das Unternehmen Ferrum Technologies GmbH für dieses Problem ein patentiertes Verfahren entwickelt. Impact Redakteurin Christine Bertl hat mit Gründer Andreas Weber gesprochen.

Mit Ferrum Tech bringt ihr Reststoffe aus der Stahlherstellung in die Wiederverwendung. Wie funktioniert eure Technologie genau?

Grundsätzlich fallen in der Stahlindustrie Nebenprodukte an, die Schlacken genannt werden. Je nach Stahlproduktionstechnologie sind diese Schlacken entweder ein relevanter Rohstoff für die Zementherstellung oder eher ein Abfallstrom. In der traditionellen, kohlebasierten Stahlerzeugung werden Schlacken seit Jahrzehnten in der Zementindustrie eingesetzt und helfen den Unternehmen, Kosten und CO₂-Emissionen zu reduzieren. Bei neueren, elektrisch basierten Stahlproduktionsverfahren hingegen eignet sich die Schlacke aufgrund ihrer Zusammensetzung kaum als Hüttensand für die Zementherstellung und gilt dort überwiegend als minderwertiges Nebenprodukt.

Unsere Technologie nutzt genau diese Nebenströme aus der Stahlindustrie, die bislang kaum in der Zementproduktion verwendet werden. Wir wandeln sie so um, dass sie dort einsetzbar sind und einen grünen Zementersatz liefern. Gleichzeitig enthalten diese noch etwa 30 Prozent Eisen, das wir zurückgewinnen. Die Produktion von grünem Eisen aus Elektroofenschlacken steigert die Profitabilität fundamental und macht uns wettbewerbsfähig. Dieses Eisen geht dann in die grüne Stahlindustrie. Wir haben das Verfahren hier patentieren lassen, um unsere Technologie zu schützen und unsere Innovationsvorteile langfristig zu sichern.

Warum ist die Schlacke aus modernen Elektrolichtbogenöfen so viel schwieriger zu behandeln? Was ist der Unterschied zur klassischen Schlacke?

Die Elektroofenschlacke unterscheidet sich in ihrer chemischen und mineralogischen Zusammensetzung. Sie ist für den Einsatz in der Zementindustrie ungeeignet, weil sie zu hohe Anteile an Eisenoxid sowie problematische Verunreinigungen wie Chrom enthält. Diese Eigenschaften verhindern eine hochwertige Nutzung und machen die Schlacke wirtschaftlich zu einem Nebenstrom mit verhältnismäßig geringerem Wert.

Oft kann Elektroofenschlacke zwar im Straßenbau eingesetzt werden, doch ist dieser Verwendungszweck kaum rentabel, da der erzielbare Verkaufspreis die Aufbereitungskosten nicht deckt. Überschreiten die Schadstoffwerte bestimmte Grenzwerte, darf die Schlacke auch nicht im Straßenbau eingesetzt werden und muss kostenpflichtig deponiert werden.

Wie genau spart euer Verfahren im Vergleich zu klassischen Prozessen CO₂ ein?

Die Stahlindustrie ist ein massiver Emittent und trägt 7–9 % zu den globalen CO₂-Emissionen bei. Kohlebasierte Hochöfen stoßen etwa 1,5 Tonnen CO₂ pro Tonne Stahl in Europa aus. Im Vergleich zur kohlebasierten Technologie erreichen wir eine höhere CO₂-Effizienz, weil wir Energie einerseits durch Elektrizität einbringen, während in Hochöfen traditionell die Energie durch Kohle erzeugt wird. Andererseits nutzen wir für das Zurückgewinnen des Eisens Reduktionsmittel, die entweder CO₂-neutral sind, wie Biokohle, oder vollständig CO₂-frei, zum Beispiel Silizium. So können wir den Stahlproduktionsprozess deutlich klimafreundlicher gestalten.

Zusammengefasst helfen wir der Zementindustrie, die stark unter dem CO₂-Reduktionsdruck steht. Da immer mehr kohlebasierte Hochöfen wegfallen, verlieren Zementwerke diesen wichtigen Zuschlagstoff, der CO₂-Emissionen einspart. Wir stellen diesen grünen Zementersatz her und bieten damit eine CO₂-freie Alternative für beide Branchen.

Ihr habt euer Patent nicht in Europa, sondern in den USA angemeldet – Warum?

Eines unserer Differenzierungsmerkmale ist die Rückgewinnung von Eisen aus den Elektroofenschlacken. Wir haben das Patent angemeldet, weil wir diese Verfahrensinnovationen schützen möchten. Dabei haben wir uns überlegt, welcher Markt strategisch am wichtigsten ist, und festgestellt, dass die USA der geeignetste Markt sind. Zum einen erlaubt das dortige Patentrecht einen breiteren Schutz, zum anderen ist es einfacher, von dort aus später auch andere europäische Märkte zu erschließen.

Wie kam es zu der Idee?

Ursprünglich habe ich das Projekt gemeinsam mit meinem ehemaligen Professor für Eisen- und Stahlmetallurgie in Leoben, Dr. Eduard Bäck, gestartet. Nach und nach hat sich ein multidisziplinäres und international erfahrenes Team gebildet. Meine Kolleginnen und Kollegen bringen jeweils zwischen fünfzehn und fünfundzwanzig Jahren tiefgehende metallurgische Expertise mit und decken die gesamte Breite des Fachgebiets ab, von Forschung und Lehre über Industrie-Erfahrung bis hin zur angewandten Entwicklung

Wo steht ihr derzeit mit eurer Technologie?

Wir haben unsere Technologie bereits in der Steiermark bei der Maschinenfabrik Liezen und Gießerei Ges.m.b.H. (MFL) im semi-industriellen Maßstab validiert, und zwar in einem 8-Tonnen-Ofen. Wir haben in diesen Tests bereits 50 Tonnen Eisen wirtschaftlich produziert. Im Rahmen unseres Fundraisings haben wir diesen Schritt realisiert, doch jetzt steht die nächste große Phase bevor: das Upscaling.

Wir wollen zeigen, dass unsere Technologie auch in einem deutlich größeren Ofen funktioniert. Das ist der entscheidende nächste Meilenstein für uns. Für diese Phase gibt es bereits vertiefte Gespräche mit potenziellen Partnern in Deutschland, die einen Probebetrieb im gewünschten Maßstab bewerkstelligen können. Das ist in Österreich derzeit nicht in vergleichbarem Umfang möglich.

Wie kann man euch derzeit unterstützen? Was benötigt ihr zur Zeit am dringendsten?

Wir sind offen für Partnerschaften, insbesondere in Bereichen wie Umweltmanagement oder der Erstellung von Environmental Product Declarations für unser grünes Eisen und den Hüttensand.
Derzeit benötigen wir jedoch am dringendsten finanzielle Unterstützung, um die nächste Phase unserer Skalierung sowie die dafür erforderlichen industriellen Tests erfolgreich umzusetzen.

Wie hat euch das Climate Lab und die Community bisher in eurer Arbeit unterstützt?

Wir arbeiten in einem sehr spezifischen Bereich, da die Stahlindustrie ein eher ungewöhnliches und spezialisiertes Feld ist. Daher ist die Community im Climate Lab für dieses Thema naturgemäß nicht besonders groß. Trotzdem haben wir bereits einige relevante Personen kennengelernt, insbesondere Expert:innen für Energie- und Strompreisfragen, die für unsere Arbeit wertvolle Ansprechpartner:innen darstellen.

Für uns war es jedoch auch aus einem anderen Grund wichtig, Teil dieser Community zu sein. Alexander und ich haben lange Zeit ausschließlich zu zweit an unserem Projekt gearbeitet. Es war für uns eine große Unterstützung, in ein Umfeld eingebettet zu sein, das uns begleitet, inspiriert und im täglichen Arbeiten auch einfach Gesellschaft leistet.

Was wollt ihr in den nächsten 5 Jahren erreichen? Wo seht ihr euch 2030?

Bis 2030 sehen wir uns mit zwei Werken, die international angesiedelt sein werden. Es ist sehr wahrscheinlich, dass sie nicht in Österreich stehen, weil die Energiekosten zu hoch sind. Wir können dabei mit bestehender Infrastruktur arbeiten, also mit sogenanntem Legacy Equipment. Das sind alte oder stillstehende Öfen aus der Stahlindustrie. Pro Werk wollen wir rund 100.000 Tonnen Zementersatz und etwa 40.000 Tonnen grünes Eisen pro Jahr produzieren. In Summe würden wir damit einen erheblichen Beitrag zur Reduktion von CO₂-Emissionen leisten.

Über Andreas Weber: Andreas studierte an der Montanuniversität Leoben Metallurgie sowie an der Wirtschaftsuniversität Wien Wirtschaftswissenschaften. Berufliche Erfahrungen sammelte er bei Voestalpine und im Investment-Team von Speedinvest im Bereich Industrial Tech. Während eines Austauschsemesters an der University of Southern California entdeckte er seine unternehmerische Leidenschaft. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse flossen in die Gründung von Ferrum Technologies GmbH ein, das zunächst in Berlin unterstützt und später nach Österreich verlegt wurde.