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Energie steht für Ferrochromproduzenten ganz oben auf der Agenda – vielleicht mehr denn je in den letzten Jahren –, da die Strompreise Ende 2021 und bis 2022 aufgrund der weltweiten Versorgungsengpässe in die Höhe schnellen.

Dies verschärfte sich in der zweiten Hälfte des Jahres 2022 mit dem Ausbruch der Energiekrise in Europa, wodurch die Kosten sowohl für Ferrolegierungen als auch für Stahlhersteller in die Höhe trieben und schließlich die Preise für Ferrochrom sanken, da die Nachfrage der Endverbraucher zurückging.

Aufgrund der steigenden Energiekosten kam es auch zu verschiedenen Schließungen von Ferrochromöfen, unter anderem beim in Finnland ansässigen Unternehmen Outokumpu, einem Hersteller von Edelstahl und Ferrochrom, obwohl das Unternehmen seinen geschlossenen Ofen inzwischen wieder geöffnet hat.

Bei der Herstellung von Edelstahl, einem Hauptverbraucher von Legierungen, handelt es sich bei den meisten Kohlenstoffemissionen um Scope-3- oder indirekte Emissionen, die unter anderem durch gekaufte Waren und Dienstleistungen entstehen. Daher ist es sinnvoll, sich um die Details zu kümmern.

Und genau diese Haltung vertritt Outokumpu, so Juha Erkkilä, Leiter der Abteilung Nachhaltigkeit, Exzellenz und Zuverlässigkeit des Unternehmens.

„Generell sind bei der Edelstahlproduktion mehr als 70 % der Emissionen sogenannter Scope 3, wobei der Großteil davon von den Legierungselementen stammt – sei es Nickel, Silizium, Chrom, Kalk oder was auch immer, außerhalb des eigenen Emissionsportfolios.“ „Erkkilä sagte gegenüber Fastmarkets.

„Wenn man das Emissionsportfolio von Outokumpu als Ganzes betrachtet, verursacht der Einsatz von Koks in unserer Ferrochrom-Produktion etwa die Hälfte der direkten CO2-Emissionen.“

Um ein größeres Bild zu zeichnen, sagte er, dass im vergangenen Jahr etwa 94 % der Rohstoffe, die Outokumpu in seine Schmelzerei einbrachte, recycelter Stahl seien. Aber der kleine Prozentsatz, der übrig blieb, war für einen erheblichen Teil aller Emissionen verantwortlich.

„Wenn Sie Klimaziele erreichen wollen, müssen Sie alle diese Aspekte abdecken“, sagte Erkkilä.

Für die Hersteller von rostfreiem Stahl, die Ferrochrom von externen Quellen beziehen, besteht natürlich die Wahl, wo die Legierung gekauft wird, aber letztendlich liegt diese Wahl außerhalb der Kontrolle des Herstellers von rostfreiem Stahl.

„Wir sind ein Edelstahlproduzent und produzieren auch unser eigenes Ferrochrom. „Das ist wichtig wegen der ganzen Diskussion um die Dekarbonisierung und dem Wettlauf um die Lieferung von Edelstahl – oder Stahl im Allgemeinen – mit einem möglichst geringen CO2-Fußabdruck“, sagte Erkkilä.

„Bei Edelstahl spielt Chrom eine entscheidende Rolle, denn das macht ihn rostfrei. Man muss es von irgendwoher bekommen und es ist von größter Bedeutung, dass man bei der Ferrochrom-Produktion einen geringen CO2-Fußabdruck hat“, sagte er.

Als integrierter Hersteller von Ferrochrom und Edelstahl ist Outokumpu kein Einzelfall. Aber das Unternehmen nutzt seine Position, um seine CO2-Emissionen und den gesamten Energieverbrauch entlang seiner Wertschöpfungsketten zu senken.

„Traditionell erhält man Ferrochrom, wenn man es von jemand anderem kauft, in einem festen Zustand und man muss viel Energie hineinstecken, um es wieder einzuschmelzen. Wir können Ferrochrom aber auch in geschmolzenem Zustand in unseren eigenen Betrieben verwenden. Das verschafft uns einen riesigen Vorteil“, sagte Erkkilä.

Da die Verwendung von fossilem Koks bei der Ferrochromproduktion für etwa die Hälfte der direkten Kohlendioxidemissionen des Unternehmens verantwortlich sei, werde die Notwendigkeit einer Dekarbonisierung der Produktion der Legierung nur allzu offensichtlich, fügte er hinzu.

„Es ist ein Schlüsselelement auf unserem Weg zur Dekarbonisierung, dass wir die Ferrochromproduktion dekarbonisieren.“

Derzeit nutzt Outokumpu die ihm zur Verfügung stehende Technologie, einschließlich seiner Ferrochrom-Betriebe, um sicherzustellen, dass es so effizient und abfallarm wie möglich ist.

„Der andere Teil ist, dass wir mit geschlossenen Unterpulveröfen die beste verfügbare Technologie nutzen. Als Nebenprodukt dieser Prozesse erzeugen wir hochwertiges Kohlenmonoxidgas, das als Brennstoff in anderen Prozessen innerhalb des integrierten Stahlwerks und anderen Vor-Ort-Prozessen wie unseren Vorwärmöfen oder unserer Sinteranlage verwendet werden kann “, sagte Erkkilä.

„Wir können das gesamte Gas nutzen, das im Produktionsprozess selbst entsteht, sodass nichts verschwendet wird. Bei der offenen oder halboffenen Ferrochrom-Produktion ist das nicht der Fall.“

Darüber hinaus liegt ein Schwerpunkt der Ferrochromproduktion in Outokumpu auf der Umstellung vom herkömmlichen fossilen Koks als Reduktionsmittel hin zur Verwendung biobasierter Alternativen.

„Der Wechsel hin zu Bioreduktionsmitteln ist [für uns] der bedeutsamste“, sagte Erkkilä. „Bei anderen Ferrochrom-Herstellern ist das nicht unbedingt der Fall. In vielen Fällen hat Energie allein derzeit den größten CO2-Ausstoß, aber sobald der Energie-Fußabdruck kleiner wird, werden die Auswirkungen von Reduktionsmitteln zur größten Quelle von CO2-Emissionen.

„Wir betreiben intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit rund um Bioreduktionsmittel. „Unsere Philosophie war, dass wir Nebenströme der Forstwirtschaft – also Sägemehl und Rinde – und andere Ströme, die größtenteils verbrannt werden, nutzen würden“, fügte Erkkilä hinzu.

Er sagte, das Ziel bestehe darin, diesen geringwertigen Strom zu nutzen und ihn in Biokoks umzuwandeln, der einen sehr hohen Kohlenstoffgehalt habe. Und es dann weiter zu etwas agglomerieren, das herkömmliches Koks ersetzen könnte.

„Der Wechsel von fossilem Koks zu Bioreduktionsmitteln würde bedeuten, dass das in den Ferrochromöfen erzeugte Kohlenmonoxid auch ein Biogas wäre“, sagte Erkkilä.

Laut dem jüngsten Jahresfinanzbericht von Outokumpu beantragt das Unternehmen 25 Millionen Euro (27 Millionen US-Dollar) an Investitionsunterstützung für eine Biokoks- und Biomethananlage an seinem Standort in Tornio, Finnland, mit dem Ziel, die Kohlendioxidemissionen möglicherweise zu senken um mehr als 200.000 Tonnen pro Jahr.

„Wir haben auch Möglichkeiten zur Produktion von Biomethan zusammen mit der Biokoksproduktion identifiziert – wir haben jetzt eine laufende Investitionsstudie, in der wir Umweltverträglichkeitsprüfungen durchführen und an der Genehmigungsseite gearbeitet wird“, sagte Erkkilä.

„Wir haben eine mögliche Finanzierung für dieses Projekt beantragt, mit dem Ziel, unsere erste Anlage zu bauen. Es wäre eine Großanlage zur Produktion von Biokoks und Biomethan in Tornio [in Finnland, wo Ferrochrom hergestellt wird.]“

Über die Investition, die das Unternehmen jetzt plant, soll noch in diesem Jahr eine Entscheidung getroffen werden, wonach der Bau der Anlage zwei Jahre dauern soll, so dass sie bis 2025 betriebsbereit sein könnte.

Das Biomethan würde direkt in die Stahlproduktion des Unternehmens passen, sagte Erkkilä, und als potenzieller Ersatz für flüssiges Erdgas dienen, das derzeit in verschiedenen Prozessen im gesamten Unternehmen verwendet wird.

Outokumpu arbeitet außerdem an der Digitalisierung seiner Prozesse, die vor etwa zwei Jahren am Standort Tornio begonnen wurde.

„Auf der Edelstahlseite erwies es sich als sehr erfolgreich, wo wir Methoden entwickelten, um die Abläufe verschiedener Prozesse zu verbessern“, sagte Erkkilä.

„Zum Beispiel [haben wir mithilfe digitaler Tools untersucht], wie lange ein Lichtbogen in einem Lichtbogenofen aufrechterhalten werden muss und wie verschiedene Phasen in den Wiedererwärmungsöfen eingedämmt werden können, um sicherzustellen, dass sie möglichst effizient laufen. Jetzt haben wir diese digitalen Werkzeuge auf Ferrochrom übertragen“, fügte er hinzu.

Dies hat zu Vorteilen in Bezug auf die Rohstoffeffizienz geführt, je nachdem, was das Unternehmen in welchen Mengen und unter welchen Bedingungen verwendet. Und auch, wie viel Energie nötig sei, um den Prozess durchzuführen, sagte er.

„Die Basis, an der wir arbeiten, ist sehr gut, kann aber noch verbessert werden. „Es könnte zum Beispiel darin bestehen, die Vorwärmtemperaturen so zu optimieren, dass sie den Rohstoffmix am besten unterstützen, oder die Verwendung von Kohlenmonoxid, um die Menge an Abfall zu minimieren“, fügte er hinzu.

Erkkilä sagte gegenüber Fastmarkets, dass das Unternehmen auch ständig Forschung und Entwicklung betreibt und in seinen Öfen Versuche mit verschiedenen Rezepten für die Ferrochrom-Produktion durchführt.

„Es ist bereits im Gange und befindet sich bereits seit einigen Jahren in verschiedenen Phasen unserer Prozesse“, fügte er hinzu.

Outokumpu betreibt außerdem die Kemi-Chromerzmine, 20 km nördlich seines Betriebs in Tornio, und hat angekündigt, dass der Betrieb bis 2025 klimaneutral sein wird.

„Das ist der ‚Nordstern‘, der uns auf unserem Weg zur CO2-Neutralität leitet – wir beginnen dort, wo unsere Produktion beginnt, und zwar in der Mine. Dies führt zu einem geringeren CO2-Fußabdruck unseres Ferrochroms, nicht nur für unseren eigenen Gebrauch, sondern auch für das, was wir verkaufen.

„Für die Mine geht es darum, vollständig auf kohlenstoffarmen Strom umzusteigen, einige der Maschinen zu elektrifizieren, einige der verbleibenden Maschinen auf biobasierte Kraftstoffe umzustellen und in neue Ausrüstung zu investieren, die CO2-Neutralität ermöglicht.“

Outokumpu konzentriert sich in allen seinen Betrieben, einschließlich Ferrochrom, auf die Verbesserung seiner Gesamtenergieeffizienz und hat vor diesem Hintergrund Ende letzten Jahres angekündigt, in den Jahren 2023 und 2024 gezielt in diesen Bereich zu investieren.

Im November letzten Jahres traf das Unternehmen die Entscheidung, Investitionen zur Verbesserung der Energieeffizienz Vorrang zu geben, und bestätigte später, dass es die damit verbundenen Investitionsausgaben für 2023 und 2024 um 40 Millionen Euro erhöhen werde.

Ziel ist es, die Energieeffizienz im gesamten Unternehmen bis Ende 2024 um 8 % gegenüber dem Niveau im Zeitraum Januar bis September 2022 zu verbessern. Laut Outokumpu entspräche dies einer Energieeinsparung von rund 600.000 MWh – das entspricht dem Jahresstromverbrauch von 15.000 Haushalten.

„Wir sind dabei, Projekte zu entwickeln, die unseren Energieverbrauch weiter reduzieren werden, sei es Strom oder Gas“, sagte Erkkilä.

Für viele Ferrochromproduzenten weltweit ist Energie – und woher sie kommt – der größte Verursacher der Emissionen.

Der Zugang zu kohlenstoffarmer Elektrizität – sei es aus erneuerbaren Quellen wie Wind oder Sonne oder aus nichtfossilen Brennstoffquellen wie Kernkraft – wird daher in der gesamten Wertschöpfungskette immer wichtiger.

Über die langfristige Machbarkeit der Kernenergie gibt es noch einige Debatten, einschließlich der Frage, was mit den verbrauchten Reaktoren geschehen soll, und sie kann aufgrund ihrer Abhängigkeit von abgebauten Materialien nicht wirklich als erneuerbar eingestuft werden, aber der Zugang zur Kernenergie war für Outokumpu dennoch wertvoll .

Die Lebenszyklusemissionen der Kernenergie sind viel geringer als beispielsweise bei fossilen Brennstoffen, und es wird nur eine winzige Menge Brennstoff benötigt, um die gleiche Menge Strom zu erzeugen wie Kohle- oder Gaskraftwerke.

„Wir haben einen guten Zugang zur Kernenergie und das ist der Kern unseres Energiemixes. Der größte Teil unserer Energie stammt aus Kernenergie“, sagte Erkkilä.

Das Unternehmen hat außerdem in erneuerbare Energien investiert und im Februar 2022 einen 10-Jahres-Stromliefervertrag für erneuerbare Windkraft mit dem Schweizer Stromproduzenten Alpiq unterzeichnet. Die Lieferungen beginnen im Januar 2023.

„In unserem Fall haben wir bereits einen hervorragenden Zugang zu kohlenstoffarmem Strom [und] das ist ein großer Teil unseres Energiemixes. Wenn man weltweit über Outokumpu spricht, sind wir bereits bei 86 % CO2-freiem Strom“, sagte Erkkilä.

„Aber wenn Energie mit Kohle erzeugt wird, sind die mit der Energie verbundenen CO2-Emissionen natürlich wesentlich höher“, fügte er hinzu.

Natürlich gab es auf diesem Weg auch Herausforderungen, nicht zuletzt den Ausbruch der Energiekrise in Europa, die durch den Einmarsch Russlands in die Ukraine und den darauf folgenden extremen Anstieg der Energiepreise verursacht wurde.

„Ich denke, die Energiekrise war eine der größten Herausforderungen [und wir mussten] von September bis Anfang dieses Jahres einen unserer Ferrochromöfen schließen“, sagte Erkkilä.

„Aus diesem Grund haben wir eine Energieoptimierung an unseren Ferrochromöfen vorgenommen, was bedeutet, dass wir dann produzieren, wenn der Energiepreis am günstigsten ist. Wir haben im Januar angekündigt, dass wir den Ofen, der früher als erwartet geschlossen wurde, wieder öffnen werden, aber wir führen weiterhin Energieoptimierungen durch, [weil] die Preise immer noch schwanken.“

Die industriellen Prozesse des Unternehmens seien am effizientesten, wenn sie konstant laufen, sagte Erkkilä, sodass die Zunahme von Stopps und Starts die Effizienz beeinträchtigen könnte.

Angesichts der unterschiedlichen Eigenschaften von Biokoks gab es auch Herausforderungen bei Outokumpu‘ Bemühungen, vom fossilen Koks abzuweichen.

„Ich würde nicht ausdrücklich sagen, dass das Endprodukt anders sein würde, aber [es ist wahr], dass es höchstwahrscheinlich sehr schwierig sein könnte, [von fossilem Koks] bei der Ferrochromproduktion zu 100 % zu ersetzen. Es gibt prozessbedingte Einschränkungen“, sagte Erkkilä.

„Biokoks hat deutlich andere Eigenschaften als fossiler Koks. Das hat Vorteile: Der Schwefelgehalt ist wesentlich geringer, was zu geringeren Schwefeloxidemissionen führt. Es gibt aber auch einige Einschränkungen im Zusammenhang mit mechanischen Eigenschaften oder thermochemischen Eigenschaften.“

Trotz dieser Einschränkungen ist Outokumpu jedoch weiterhin davon überzeugt, dass ein erheblicher Prozentsatz des fossilen Kokses ersetzt werden kann.

„Wie hoch dieser genaue Anteil sein wird, prüfen wir noch, aber wir haben zumindest eine recht gute Vorstellung davon“, sagte Erkkilä.

Und trotz der Herausforderungen, vor denen die Branche steht, ist der Wandel hin zur Dekarbonisierung und einer umweltfreundlicheren Wirtschaft unaufhaltsam, was bedeutet, dass Veränderungen stattfinden müssen.

„Wenn man sich die Bedeutung von Ferrochrom anschaut, sieht man im Großen und Ganzen, dass sich die Stahlindustrie und die Industrien, die Stahl als Rohstoff verwenden, in Richtung Null-Kohlenstoff bewegen“, sagte Erkkilä.

Er fügte hinzu, dass dies insbesondere für Edelstahl gelte, „wo die Legierungselemente den größten Anteil an den Emissionen ausmachen und [meiner Meinung nach] das etwas vernachlässigt wurde, wenn man über den CO2-Fußabdruck spricht.“