Die Metallindustrie befindet sich heute in einer ungewöhnlichen Lage. Einerseits gehört sie selbst zu den energieintensivsten und emissionsreichsten Bereichen der Industrie. Andererseits ist eine Energiewende in größerem Maßstab ohne sie nicht möglich. Stahl bleibt der Grundwerkstoff für Bauwerke, Netze, industrielle Infrastruktur und Teile von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien. Aluminium ist dort wichtig, wo das Verhältnis von Gewicht zu Gebrauchseigenschaften und eine hohe Leitfähigkeit zählen. Kupfer bleibt entscheidend für die Elektrifizierung, den Ausbau von Netzen, Transformatoren, Kabeln, Motoren und Energiespeichersystemen. Das bedeutet, dass die Energiewende die Bedeutung der Metallindustrie nicht mindert. Im Gegenteil. Sie macht uns noch stärker von ihr abhängig.
Das Problem besteht darin, dass dieselbe Branche gleichzeitig einen eigenen Umstrukturierungsprozess durchlaufen muss. Bei Stahl geht es nicht nur um die Umstellung der Energiequelle, denn ein wesentlicher Teil der Emissionen ergibt sich aus der Logik des Prozesses selbst und der Verwendung von Koks als Reduktionsmittel. Bei Aluminium verlagert sich der Schwerpunkt in Richtung Strom, dessen Kosten und Emissionsintensität. Bei Kupfer und anderen Nichteisenmetallen hingegen wird die Spannung zwischen der steigenden Nachfrage und dem Tempo der Entwicklung von Förderung, Raffination und Recycling immer deutlicher. In dieser Phase entscheidet sich nicht nur die Zukunft einzelner Hüttenwerke, sondern auch, ob die europäische und globale Energiewende über eine stabile Materialbasis verfügen wird.
Die Metallurgie ist kein Nebenaspekt der Transformation, sondern bildet deren materielle Grundlage
In der Debatte über die Dekarbonisierung der Industrie wird die Metallindustrie oft vor allem als Emissionsproblem thematisiert. Das ist eine zu enge Sichtweise. Dieser Sektor liefert die Materialien, die für den Bau von Übertragungsleitungen, Umspannwerken, Transformatoren, Turbinen, Tragkonstruktionen, Gerätegehäusen, Kühlsystemen, Energietransportsystemen und der Ausstattung von Industrieanlagen benötigt werden. Die Energiewende ist also nicht nur eine Umstellung der Stromquelle. Sie ist auch ein riesiges Materialprojekt.
Am deutlichsten zeigt sich dies beim Kupfer. Mit der Elektrifizierung und dem Ausbau der Netze steigt der Bedarf an Leitern, Wicklungen und Infrastrukturkomponenten, die sich nicht ohne Funktionseinbußen durch andere Materialien ersetzen lassen. Aluminium hat seine eigene, starke Position dort, wo neben der Leitfähigkeit ein geringeres Gewicht und eine gute Verarbeitbarkeit zählen. Stahl wiederum bleibt die Grundlage für die schwere Energieinfrastruktur, den Industriebau und die gesamte technische Umgebung von Anlagen. Dies ist keine Ansammlung von Nebenmaterialien. Dies ist der Kern der physischen Transformation.
Aus technischer Sicht bedeutet dies einen doppelten Druck. Die Metallindustrie soll mehr Material liefern, oft mit immer anspruchsvolleren Qualitätsanforderungen, und gleichzeitig den CO₂-Fußabdruck ihrer eigenen Produktion verringern. Genau hier beginnt der Unterschied zwischen dem einfachen Schlagwort „grüne Metalle“ und einer realen industriellen Herausforderung. Gleichzeitig müssen Volumen, Qualität, Verfügbarkeit der Rohstoffe, Kontinuität der Energieversorgung und preisliche Wettbewerbsfähigkeit aufrechterhalten werden.
Stahl: Die größte Herausforderung des Wandels in der Metallindustrie
Wenn man nach einem Bereich sucht, in dem die Energiewende mit den physikalischen Gegebenheiten des Prozesses kollidiert, dann ist dies die Stahlindustrie. Der klassische Hochofenprozess basiert auf Eisenerz, Koks und Hochtemperaturreduktion. Das bedeutet, dass die Emissionen nicht nur von dem stammen, womit das Stahlwerk betrieben wird. Sie sind auch untrennbar mit dem Mechanismus der Roheisenherstellung selbst verbunden. Deshalb ist die Dekarbonisierung der Stahlindustrie viel schwieriger als in Branchen, in denen ein Umstieg auf sauberere Energie ausreicht.
Der einfachste Weg zur Senkung der Emissionen führt über einen höheren Anteil an Schrott und Elektroöfen. Die Schrottproduktion verbraucht weniger Energie und erfordert nicht die Durchführung der emissionsintensivsten Phase der Erzreduktion. Genau deshalb ist der EAF zu einer der Säulen der emissionsarmen Transformation der Stahlindustrie geworden. Allerdings stößt dieser Weg an eine harte Grenze. Er wird durch die Menge des verfügbaren Schrotts, dessen Qualität und chemische Zusammensetzung begrenzt. Nicht jeder Stahl lässt sich aus demselben Einsatzmaterial herstellen. Nicht jede Qualitätsklasse lässt sich ohne entsprechende Kontrolle der Beimischungen und Verunreinigungen aufrechterhalten.
Der zweite Weg führt über DRI, also die direkte Eisenreduktion, und anschließend über Elektroöfen. Heute werden einige Projekte in einer Gasvariante entwickelt, wobei ein späterer Übergang auf Wasserstoff vorgesehen ist. Auf dem Papier sieht das sinnvoll aus, da es eine Abkehr vom Hochofen ermöglicht. In der realen Anlage stellen sich jedoch drei Herausforderungen. Erstens ist eine geeignete Erzbeschickung erforderlich, die in der Regel anspruchsvoller ist als beim klassischen BF-BOF-Verfahren. Zweitens wird für die weitere Schmelzphase eine große Menge an Strom benötigt. Und schließlich drittens wird emissionsarmer Wasserstoff zu einem Preis benötigt, der die Wirtschaftlichkeit des gesamten Systems nicht zunichte macht.
Die wichtigsten Wege zur Dekarbonisierung der Stahlproduktion – Metallindustrie
| Pfad | Worum geht es? | Der Hauptvorteil | Die wichtigste Einschränkung |
|---|---|---|---|
| BF-BOF zur Effizienzsteigerung | Modernisierung bestehender Anlagen, Wärmerückgewinnung, verbesserte Prozesssteuerung | schnelle Verbesserung, ohne die gesamte Anlagenarchitektur austauschen zu müssen | begrenztes Potenzial zur Emissionsminderung |
| BF-BOF mit CCS/CCUS | CO₂-Abscheidung aus Teilen der Prozessströme | die Möglichkeit, die Emissionen zu senken, ohne die ursprüngliche Produktionsmenge zu verringern | hohe Kosten, komplexe Infrastruktur und begrenzte Reife der Implementierungen |
| EAF auf Schrottbasis | Schmelzen und Raffinieren von Sekundärrohstoffen in einem Elektroofen | deutlich geringere Emissionen und ein niedrigerer Energieverbrauch als bei der Strecke durch den Berg | Verfügbarkeit und Qualität von Schrott |
| DRI-EAF mit Gas | Reduktion des Erzes außerhalb des Hochofens, anschließend Schmelzen im EAF | geringere Emissionen als beim BF-BOF-Verfahren und die Möglichkeit, eine technologische Brücke zu schlagen | nach wie vor die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und der Qualität des Einsatzmaterials |
| H₂-DRI-EAF | Reduktion des Erzes mit Wasserstoff, anschließend Schmelzen im EAF | das größte Potenzial für eine tiefgreifende Dekarbonisierung von Primärstahl | Wasserstoffkosten, Energie, Infrastruktur und Versorgungsumfang |
Aus dieser Tabelle geht eine grundlegende Erkenntnis hervor: Es gibt keine einzige Technologie, die in den kommenden Jahren die gesamte bisherige Stahlmetallurgie ersetzen wird. Die Schrottverwertung wird zunehmen, aber nicht den gesamten Stahlbedarf decken. DRI- und wasserstoffbasierte Verfahren werden sich weiterentwickeln, doch ihr Tempo hängt von Energie, Rohstoffen und Finanzierung ab. Die Modernisierung bestehender Anlagen wird weiterhin wichtig bleiben, da ein erheblicher Teil der weltweiten Produktion noch lange Zeit aus bereits in Betrieb befindlichen Anlagen stammen wird.
Das bedeutet jedoch noch nicht, dass man einfach zwischen „alten“ und „neuen“ Stahlwerken unterscheiden kann. In den kommenden Jahren wird der Markt eher hybrider Natur sein. Ein Teil der Werke wird den Schrottanteil erhöhen, während ein anderer Teil als Übergangsphase auf DRI umsteigen wird. Einige werden ihre Wettbewerbsfähigkeit durch Effizienzsteigerungen und die schrittweise Reduzierung der Emissionen innerhalb der bestehenden Infrastruktur sichern. Über den Erfolg eines bestimmten Weges entscheidet nicht allein der technologische Stand, sondern das gesamte Umfeld des Werks.
Aluminium und Kupfer: zwei unterschiedliche Aspekte derselben Transformation
Bei Aluminium sieht die Logik anders aus als bei Stahl. Hier verlagert sich der Schwerpunkt eindeutig in Richtung Strom. Die Herstellung von Primäraluminium ist sehr energieintensiv, sodass ihr Emissionsfußabdruck weitgehend vom Strommix und vom Energiepreis abhängt. Das bedeutet, dass ein und derselbe Prozess je nach Standort ein völlig anderes Klima- und Kostenprofil aufweisen kann. Ein Werk, das auf stabiler, emissionsarmer Energie basiert, arbeitet in einem anderen Umfeld als ein Betrieb, der mit teurem Strom aus einem emissionsintensiven System betrieben wird.
Für Europa ist dies von besonderer Bedeutung. Ein Teil des Emissionsvorsprungs lässt sich heute dank eines saubereren Energiemixes als in vielen anderen Regionen erzielen, doch die Dekarbonisierung der Energie allein löst das Problem der Wettbewerbsfähigkeit nicht. Wenn die Energie zwar sauber, aber teuer ist, verliert die Metallindustrie weiterhin an Boden gegenüber Herstellern aus Regionen mit niedrigeren Kosten. Bei Aluminium werden gerade die Energiekosten und die Versorgungssicherheit zu einem ebenso wichtigen Faktor wie die Prozesstechnologie selbst.
Kupfer stellt wiederum eine andere Art von Herausforderung dar. Es geht nicht nur darum, wie man die Emissionen bei der Produktion reduzieren kann, sondern auch darum, ob der Markt in der Lage sein wird, ausreichende Mengen an Material für die zunehmende Elektrifizierung bereitzustellen. Der Ausbau der Netze, die zunehmende Bedeutung von Transformatoren, Motoren, Kabeln, Ladesystemen und industrieller Infrastruktur lassen die Nachfrage nach Kupfer schneller steigen, als neue Abbau- und Raffinerieprojekte entstehen. Hier wird nicht nur der Energieverbrauch zum Problem, sondern auch die Zeit bis zur Inbetriebnahme der Investitionen, die Qualität der Erze, die geografische Konzentration und die Anfälligkeit für Störungen in der Lieferkette.
Inwiefern wirkt sich die Energiewende unterschiedlich auf Stahl, Aluminium und Kupfer aus?
| Metall | Eine zentrale Rolle bei der Transformation | Der größte Druck | Die größte Herausforderung |
|---|---|---|---|
| Stahl | Bauwerke, industrielle Infrastruktur, Leitungsnetze, Energieanlagen | Reduzierung der Prozessemissionen und des Energieverbrauchs | Abkehr vom Hochofenverfahren ohne Einbußen bei der Produktionsgröße |
| Aluminium | Leiterelemente, Leichtbaukomponenten, Gehäuse, Sonderkonstruktionen | Kosten und Emissionen bei der Stromerzeugung | Wahrung der Wettbewerbsfähigkeit trotz hohem Stromverbrauch |
| Kupfer | Stromnetze, Transformatoren, Kabel, Motoren, Energiespeicher | die steigende Nachfrage im Zusammenhang mit der Elektrifizierung | das Risiko von Versorgungsengpässen und Spannungen in den Lieferketten |
Die wichtigste Erkenntnis aus diesem Vergleich ist einfach: Die Energiewende stellt nicht die gesamte Metallindustrie vor ein einziges, gemeinsames Problem. Bei Stahl stehen Prozessemissionen und die Umstellung der Reduktionstechnologien im Vordergrund. Bei Aluminium sind die Kosten und der Strom-Fußabdruck entscheidend. Und bei Kupfer gewinnen die Versorgung, die Raffination und die Widerstandsfähigkeit des Rohstoffsystems zunehmend an Bedeutung.
Das ist von Bedeutung, da Industrie- und Investitionspolitik nicht mit einem Einheitsansatz gestaltet werden kann. Die Förderung der Entwicklung von EAF und DRI erfolgt anders als die Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit von Aluminium und wiederum anders als der Aufbau der Widerstandsfähigkeit der Lieferkette für Metalle, die für die Elektrifizierung benötigt werden.
Vier konkrete Engpässe: Energie, Schrott, Wasserstoff und die Qualität des Einsatzmaterials
Der erste Engpass bleibt die Stromversorgung. Ohne eine stabile und preislich berechenbare Stromversorgung ist eine wettbewerbsfähige Produktion in EAF-Anlagen, bei der Aluminiumherstellung oder bei neuen, auf Wasserstoff ausgerichteten Verfahren kaum denkbar. In Europa ist gerade die Energie einer der Hauptkonfliktpunkte zwischen den Klimazielen und den industriellen Realitäten. Sauberer Strom ist notwendig, aber sein „grüner“ Charakter allein reicht nicht aus. Ein Industriebetrieb benötigt darüber hinaus Verfügbarkeit, Leistung und einen Preis, der es ihm ermöglicht, global wettbewerbsfähig zu sein.
Eine weitere Einschränkung ist der Schrott. Das Recycling wird zwar immer wichtiger, wird aber das Problem der Metallversorgung nicht vollständig lösen. Die Menge an Schrott hängt davon ab, wie viel Material einst in den Kreislauf gebracht wurde und nach welcher Zeit es als Sekundärrohstoff zurückkehrt. Es handelt sich hierbei nicht um eine Ressource, die man von Jahr zu Jahr durch einen Verwaltungsbeschluss erhöhen kann. Hinzu kommt die Qualität. Je anspruchsvoller die Endanwendung, desto wichtiger ist die Reinheit des Einsatzmaterials.
Eine dritte Einschränkung ist Wasserstoff. Theoretisch ebnet er den Weg für eine tiefgreifende Dekarbonisierung von Primärstahl. In der Praxis bleibt er jedoch ein teurer, begrenzter und stark von der Infrastruktur abhängiger Rohstoff. Es reicht nicht aus, eine „wasserstofffähige“ Anlage zu entwerfen. Es bedarf noch Energiequellen für die Elektrolyse, Übertragungsnetze oder lokale Erzeugung, Speicherung, Prozesssicherheit und ein vorhersehbares Kostenmodell. Ohne dies bleibt Wasserstoff eher eine Richtung als eine Massenlösung.
Der vierte Engpass ist die Qualität des Rohmaterials. Neue technologische Verfahren sind nicht immer so flexibel wie klassische Hochofenprozesse. Einige Lösungen erfordern eine homogenere und qualitativ hochwertigere Beschickung. Das bedeutet, dass die Transformation der Stahlindustrie nicht mit dem Austausch eines Ofens oder der Modernisierung einer einzelnen Anlage endet. Sie reicht zurück bis zur Aufbereitung des Erzes, zur Pelletierung, zur Logistik und zur Kontrolle der Eingangsparameter.
ETS, CBAM und die Kostenpolitik verändern die Metallindustrie ebenso stark wie die Technologie
Die Energiewende in der Metallindustrie findet nicht in einem technologischen Vakuum statt. Sie wird ebenso stark von den regulatorischen und kostenbezogenen Rahmenbedingungen beeinflusst. Durch das Emissionshandelssystem (ETS) gewinnen Emissionen in der wirtschaftlichen Bilanz an Bedeutung. Das CO₂-Grenzausgleichssystem (CBAM) soll den Wettbewerbsvorteil von Importen mit höherem CO₂-Fußabdruck einschränken. Hinzu kommen Fragen der staatlichen Beihilfen, der Energieverträge, des Netzzugangs und der Finanzierung von Modernisierungsinvestitionen.
Für energieintensive Betriebe ist das kein Nebengedanke. Wenn die Energie- und Emissionskosten schneller steigen als die Modernisierungskapazitäten, reicht der technologische Vorsprung nicht mehr aus. Infolgedessen wird die Dekarbonisierung der Metallindustrie nicht nur zu einem Klimaprojekt, sondern auch zu einem Test für die Industriepolitik. Wenn das Fördersystem nicht funktioniert, könnte ein Teil der Produktion an Wettbewerbsfähigkeit verlieren, obwohl die technologische Ausrichtung richtig ist.
Genau hier beginnt der Unterschied zwischen einem ehrgeizigen Ziel und einer erfolgreichen Umsetzung. Die Metallindustrie braucht heute nicht nur strengere Auflagen. Sie braucht Rahmenbedingungen, unter denen sich Investitionen in eine emissionsarme Produktion nicht nur ökologisch, sondern auch betrieblich und finanziell rechtfertigen lassen.
Was bedeutet das für die Zukunft der Metallindustrie?
Die Metallindustrie wird sich nicht in einem einzigen Schritt und im gleichen Tempo wandeln. Ein Teil des Sektors wird seine Entwicklung auf Schrott und EAF stützen. Ein anderer Teil wird nach Möglichkeiten für DRI und Wasserstoff suchen. Wieder andere werden sich auf die Verbesserung der Effizienz und die Reduzierung der Emissionen bei bestehenden Anlagen konzentrieren, da eine vollständige Umstellung in kurzer Zeit zu kostspielig oder technisch zu schwierig wäre. Im Aluminiumsektor wird der Wettbewerbsvorteil zunehmend vom Zugang zu sauberer und kostengünstiger Energie abhängen. Im Kupferbereich werden Förderprojekte, Raffineriekapazitäten und die Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen immer mehr an Bedeutung gewinnen.
Die größte Einschränkung entsteht dann, wenn die Transformation als eine einzelne technologische Entscheidung betrachtet wird. In Wirklichkeit handelt es sich um ein System miteinander verbundener Faktoren. Man muss gleichzeitig an Energie, Rohstoffe, Investitionen, Prozesstechnologie, die Qualität der Einsatzstoffe, Logistik und den internationalen Handel denken. Erst dann ergibt sich ein vollständiges Bild. Die Metallurgie bleibt eine der Grundlagen der Energiewende, doch sie wird diese ohne eine tiefgreifende Veränderung ihres eigenen Produktionsmodells nicht erfolgreich bewältigen können.
Genau deshalb wird sich die Zukunft dieser Branche nicht allein in den Labors und F&E-Abteilungen entscheiden; sie wird dort entschieden, wo Technologie, Energie, Kapital und Industriepolitik aufeinandertreffen. Ohne Metalle wird es keine neue Energiewirtschaft geben. Ohne eine Lösung der metallurgischen Probleme wird es auch keine stabile, skalierbare und wettbewerbsfähige Energiewende geben.
Zusammenfassung – Metallindustrie
Unserer Erfahrung nach befindet sich die Metallindustrie heute unter doppeltem Druck: Sie muss ihre eigenen Emissionen reduzieren und gleichzeitig die für den Energiesektor, die Versorgungsnetze und die Industrie unverzichtbaren Materialien liefern. In der Praxis kommt es nicht mehr nur auf bloße Erklärungen an, sondern auf den Zugang zu kostengünstiger Energie, Sekundärrohstoffen, neuen Produktionstechnologien und einem stabilen Kostenumfeld.
