Ökobilanz für Die thyssenkrupp MillServices & Systems GmbH

Deponierung von LD-Schlacke wirkt Klimaschutz entgegen

Presseinformation / 08. Februar 2018

Immer mehr Unternehmen versuchen, die Umweltwirkungen ihrer Produkte und Handlungsweisen im Rahmen von Ökobilanzen zu quantifizieren. Die thyssenkrupp MillServices & Systems GmbH beauftragte die Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie mit der Erstellung einer Ökobilanz mit dem Ziel, die Umweltwirkungen der verschiedenen Nutzungswege von LD Schlacke zu untersuchen.

Ökobilanz

Die Ökobilanz (engl. Life Cycle Assessment, LCA) ist eine analyti-sche Methode zur Abschätzung potenzieller Umweltwirkungen von definierten Systemen wie Produkten oder Prozessen. Hierbei wer-den auch indirekte Umweltwirkungen untersucht, die z.B. durch die Rohstoffgewinnung eines Produktes entstehen.

Im Vordergrund der von thyssenkrupp MillServices & Systems beauf-tragten Ökobilanz steht die Substitution von Naturstein in den ver-schiedenen Einsatzgebieten durch die LD-Schlacke von thyssenkrupp in Duisburg. Die zentrale Frage, die beantwortet werden sollte, ist: “Welche Umweltwirkungen hätte die Deponierung von LD-Schlacke im Vergleich zur aktuellen Nutzung als Baustoff und Kalkdünger?“

Stahlwerksschlacken sind industrielle Nebenprodukte, die bei der Herstellung von Rohstahl aus Roheisen und Stahlschrott produziert werden. Sie werden unterschieden in LD-Schlacke und Elektroofen-schlacke. LD-Schlacke, auch Konverterschlacke genannt, entsteht bei der Stahlproduktion im Linz-Donawitz-Konverter, dem verbrei-tetsten metallurgischen Prozess der Stahlherstellung aus Roheisen. Elektroofenschlacke entsteht, wenn Stahlschrott im Elektrolichtbo-genofen zu neuem Stahl umgewandelt wird.

Der überwiegende Anteil der LD-Schlacke wird seit langem als Bau-stoff im Erd-, Straßen- und Wasserbau sowie als Düngemittel (Kon-verterkalk) eingesetzt. Damit werden Primärrohstoffe wie Eisenerz, Kalkstein, Dolomit, Basalt oder Granit ersetzt. Ein Anteil der LD-Schlacke wird auch innerhalb des integrierten Hüttenwerks von thys-senkrupp als Eisen- und Kalkträger eingesetzt.

Die thyssenkrupp MillServices & Systems GmbH

Die thyssenkrupp MillServices & Systems GmbH ist spezialisiert auf die Aufbereitung und Vermarktung von Produkten aus Stahlwerks-schlacken, z.B. für die Verwendung im Verkehrswege- und Erdbau sowie die Landwirtschaft. Die gewonnenen Erkenntnisse der Ökobilanzstudie sollen dazu bei-tragen, ein möglichst ganzheitliches und differenziertes Bild der potenziellen Umweltwirkungen der verschiedenen Nutzungswege der LD-Schlacke von thyssenkrupp zu erhalten.

Untersuchungsrahmen

Sollte die LD-Schlacke nicht mehr wie bisher als Baustoff oder Kalkdünger eingesetzt werden, müsste sie deponiert werden. Außerdem müsste als Ersatz zusätzliches Primärmaterial abgebaut werden. Sowohl die Deponierung als auch der Abbau von Primär-material können jedoch ebenfalls zu Umweltauswirkungen in ver-schiedener Hinsicht führen. Um das Ausmaß dieser Umweltwirkungen zu untersuchen, wurden diese Prozesse im Rahmen der Ökobilanz modelliert.

Es wurde davon ausgegangen, dass die Aufbereitungsschritte der Schlacke für die Deponierung und für den Einsatz als Baustoff oder als Kalkdüngemittel gleich sind und dass die Weiterverarbeitung der Schlacke zu Kalkdünger sich nicht signifikant von der Düngemittel-produktion aus Kalkstein unterscheidet.

Ergebnisse

Eine Nutzungsänderung von LD-Schlacke und die damit verbundenen Konsequenzen wie der vermehrte Abbau von Primärmaterial können unterschiedliche Umweltwirkungen nach sich ziehen. Die Wirkungsabschätzung wurde deshalb für ein breites Spektrum an Wirkungskategorien durchgeführt: Klimawandel, Landnutzung, Ressourcenverbrauch, stratosphärischer Ozonabbau, Versauerung, Eutrophierung, photochemische Oxidantienbildung, Feinstaubbildung, Humantoxizität (kanzerogen und nicht-kanzerogen) und Ökotoxizität.

In all diesen Wirkungskategorien sind zusätzliche Umweltwirkungen zu erwarten, falls LD-Schlacke durch natürliches Gestein ersetzt wird. Sowohl der Prozess der Deponierung als auch die Primärge-winnung von Kalkstein und Kies tragen in jeder Wirkungskategorie zu den Umweltwirkungen bei. Die Ergebnisse der Wirkungsabschät-zung zeigen also, dass die Nutzung der LD Schlacke in allen be-trachteten Wirkungskategorien vorteilhaft ist. Die Deponierung von LD-Schlacke würde also z.B. dem Klimaschutz und der Schonung natürlicher Ressourcen entgegenwirken.

Zum Vergleich

Der zusätzliche Ausstoß von Treibhausgasen durch die Substitution der gesamten LD Schlacke von thyssenkrupp Steel Europe als Bau-stoff und Düngemittel würde jährlich rund 10.000 - 13.000 t CO2 betragen. Das entspricht etwa 32 - 41 Mio. km Autofahren im PKW (EURO5), der Produktion von 15 - 19 Mio. kWh Strom (Produktions-mix 2012 in Deutschland), oder der Speicherkapazität von 800 - 1000 ha Wald.

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die führende Organisation für angewandte Forschung in Europa. Unter ihrem Dach arbeiten 66 Institute und For-schungseinrichtungen an Standorten in ganz Deutschland. Knapp 24 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erzielen das jährliche Forschungsvolumen von mehr als 2 Milliarden Euro. Davon fallen rund 1,7 Milliarden Euro auf den Leistungsbereich Vertragsforschung. Über 70 Prozent dieses Leistungs-bereichs erwirtschaftet die Fraunhofer-Gesellschaft mit Aufträgen aus der Industrie und mit öffentlich finanzierten Forschungsprojekten. Internationale Kooperationen mit exzellenten Forschungspartnern und innovativen Unternehmen weltweit sorgen für einen direkten Zugang zu den wichtigsten ge-genwärtigen und zukünftigen Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen.

Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg erschließt als Materialforschungsinstitut im Kundenauftrag neue Werkstoffpotenziale – im Blick die effiziente und sichere Energienutzung, den nachhaltigen Umgang mit Ressourcen und eine bezahlbare Gesundheitsversorgung. Der Fokus liegt dabei in der Entwicklung neuer nichtmetallischer Materialien und Technologien für innovative Produkte.

Die Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS mit Standorten in Alzenau und Hanau wurde im Jahr 2011 von der Fraunhofer-Gesellschaft unter dem Dach des Fraunhofer ISC gegründet. In den Geschäftsbereichen Ressourcenstrategie, Recycling und Wert-stoffkreisläufe und Substitution wird daran gearbeitet, die Rohstoffversorgung unserer Industrie langfristig zu sichern und damit eine führende Position in der Hochtechnologie auch zukünftig zu ermöglichen. Dafür werden zusammen mit Industriepartnern innovative Trenn-, Sortier-, Aufbereitungs- und Substitutionsmöglichkeiten erforscht.

Weitere Ansprechpartner

Prof. Dr. Rudolf Stauber l Telefon +49 (0)6023 32039-801 l rudolf.stauber@isc.fraunhofer.de | Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategien IWKS, Alzenau l

Redaktion

Thyssen Krupp