Stahl und Nachhaltigkeit 2017

Stahl und Nachhaltigkeit Eine Bestandsaufnahme in Deutschland

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Stahl und Nachhaltigkeit · Eine Bestandsaufnahme in Deutschland

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Inhalt Nachhaltigkeit

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Stahl und Nachhaltigkeit

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Rohstahlerzeugung in Deutschland

Mitarbeiter und Gesellschaft

8

Ressourceneffizienz und Umweltschutz

10

Rohstoffeffizienz und Rohstoffproduktivität Logistik der Stahlindustrie Schrotteinsatz, Im-/Exporte Schlackenerzeugung/-nutzung Industrieemissionen Wasser- und Bodenmanagement

12 14 15 16 17 18

Energieeffizienz

20

Spezifischer Energieverbrauch Ressourceneffiziente Nutzung der Kuppelgase und Stromerzeugung Stahlindustrie in Deutschland unterstützt „Initiative Energieeffizienz-Netzwerke“ Reduktionsmitteleinsatz

21 22 23 24

Produkte und Wertschöpfung

25

Stahl als Basis der Wertschöpfungsketten in Deutschland F&E aus Verantwortung und in Kooperation mit den Wertschöpfungspartnern Potenziale für Ressourcen-, Klima- und Umweltschutz durch neue Stahlwerkstoffe Beitrag der Stahlindustrie zur Nachhaltigkeit in der Wertschöpfung und in Produkten aus Stahl – Klimaschutz mit Faktor 6 Digitalisierung

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30 32

Zusammenfassung

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Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit Nachhaltigkeit und nachhaltiges Wirtschaften sind Leitlinien für unternehmerisches und gesellschaftliches Handeln der Stahlindustrie in Deutschland. Ökonomie, Ökologie und Gesellschaft machen gemeinsam Nachhaltigkeit aus und sind miteinander verbunden.

Welche Fortschritte werden dabei erzielt? Das Monitoring einzelner Parameter soll dies aufzeigen. Ziel ist es, jeweils im Vergleich zur Vorberichterstattung besser zu werden.

Eine große Rolle spielt die Integration, da Zielkonflikte unvermeidbar sind. Grundsätzlich sollten Fortschritte in einem Bereich die Entwicklung in einem anderen nicht behindern. (Beispiel: Weitere Reduzierung von Emissionen sollte nicht zu höherem Energieverbrauch führen).

Mit dem nunmehr zehnten Bericht zeigen wir die nachhaltige Entwicklung der Branche in Deutschland auf und unterstützen die Berichterstattung der Mitgliedsunternehmen durch eigene Nachhaltigkeitsberichte oder künftig zu nichtfinanziellen Leistungen nach CSRRichtlinie Umsetzungsgesetz entsprechend z. B. dem Deutschen Nachhaltigkeitskodex (DNK).

Die Weiterentwicklung des nachhaltigen Wirtschaftens und die stetige Verbesserung der Kenngrößen stehen auch künftig im Fokus der Stahlindustrie in Deutschland. Gemeinsam mit der Veröffentlichung „Stahl – Der Nachhaltigkeit verpflichtet“ bildet dieser Bericht hierfür die Grundlage, die es im Dialog mit allen Interessierten weiterzuentwickeln gilt.

Integrierend heißt aber auch, dass für eine Branche im weltweiten Wettbewerb die Wettbewerbsfähigkeit und damit Profitabilität als relevante Größe Berücksichtigung finden muss. Eine angestrebte internationale Vorreiterrolle beim nachhaltigen Wirtschaften setzt auch eine starke Wettbewerbsposition auf den globalen Märkten voraus. Staatliche Regulierung sollte daher so ausgelegt sein, dass Wettbewerbspositionen nicht geschwächt werden und den Unternehmen damit Mittel für Investitionen zu mehr Nachhaltigkeit in Produktion und Produkt bereit stehen.

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Stahl und Nachhaltigkeit

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Stahl und Nachhaltigkeit In Deutschland werden rund 42 Millionen Tonnen Stahl nach dem neuesten Stand der Technik für Produktion und Umwelt unter Einhaltung der weltweit strengsten gesetzlichen Vorschriften hergestellt.

Nachhaltige Entwicklung ist nach der Brundlandt-Kommission so zu verstehen, dass sie „die Lebensqualität der gegenwärtigen Generation sichert und gleichzeitig zukünftigen Generationen die Wahlmöglichkeit zur Gestaltung ihres Lebens erhält.“ Hierzu muss ein ausgewogenes Verhältnis zwischen den drei Dimensionen der Nachhaltigkeit bestehen und gleichzeitig Wechselwirkungen zwischen diesen berücksichtigt werden.

Die volkswirtschaftliche Entwicklung der vergangenen Jahre hat gezeigt, dass gerade eine starke Industrie für die Erhaltung von Lebensqualität und gesellschaftlichem Wohlstand unverzichtbar ist.

Die ausschließliche Betrachtung von Einzelparametern, wie CO2-Emissionen oder Arbeitsplätzen ist in der Gesamtsicht kontraproduktiv. So ist zum Beispiel „leichter“ nicht immer besser, denn die Herstellung von leichteren und damit in der Verwendung energiesparenderen Produkten kann in der Gesamtbilanz zu deutlich größeren Umwelteinflüssen führen. Dies ist dann der Fall, wenn die Produktion z. B. zu einem höheren Ressourceneinsatz führt oder die Recyclingfähigkeit nicht gewährleistet ist. Nachhaltigkeit erfordert demnach immer einen ganzheitlichen Ansatz, der die komplexen Parameter und ihre jeweiligen Wechselwirkungen berücksichtigt. Im Einzelfall müssen widersprüchliche Effekte gegeneinander abgewogen werden. Bei einer Abwägung ist immer auch die Belastbarkeit der Industrie im internationalen Wettbewerb zu berücksichtigen.

Ökonomie

Nachhaltigkeit Ökologie

Gesellschaft

Balance der drei Bereiche der Nachhaltigkeit

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„Wir müssen unseren Kindern und Enkelkindern ein intaktes ökologisches, soziales und ökonomisches Gefüge hinterlassen. Das eine ist ohne das andere nicht zu haben.“ Rat für Nachhaltige Entwicklung

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Stahl und Nachhaltigkeit

Die vereinten Nationen haben im Jahr 2015 internationale Entwicklungsziele der Nachhaltigkeit verabschiedet (Sustainable Development Goals).

Diese wurden für Deutschland in der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie 2016 konkretisiert und mit Maßnahmen der Bundesregierung zur Zielerreichung bis 2030 hinterlegt. Die Nachhaltigkeitsaspekte der deutschen Stahlindustrie werden im Folgenden diesen 17 übergeordneten Zielen zugeordnet und zeigen so die Bandbreite nachhaltigen Wirtschaftens.

Die Stahlindustrie ist sich Ihrer Verantwortung für eine nachhaltige Gesellschaft bewusst. Aufgrund der hohen Material- und Energieintensität ist nachhaltiges Wirtschaften eine zentrale Aufgabe aller Ebenen in den Stahlunternehmen. Stahlhersteller in Deutschland nehmen dabei im internationalen Vergleich einen Spitzenplatz ein. So ist das Stahlrecycling in Deutschland mustergültig.

Wird ein Stoff nicht verbraucht, sondern am Ende seines Produktlebenszyklus nahezu vollständig zurückgewonnen, hat das einen besonderen Stellenwert.

Eine funktionierende Kreislauf- und Energiewirtschaft ist eine wesentliche Grundvoraussetzung für einen nachhaltigen Umgang mit natürlichen Ressourcen.

Stahl wird dem wie kein anderer Konstruktionswerkstoff gerecht.

Die größten Potentiale zur nachhaltigen Ressourcenverwendung in unserer Gesellschaft bietet jedoch die Anwendung von Stahl. Mit neuen Stählen und innovativen Anwendungen ermöglicht die Stahlindustrie Innovationen in anderen Branchen und leistet damit einen unverzichtbaren Beitrag für nachhaltigen Wachstum und Wohlstand in Deutschland.

Quelle: www.globalgoals.org

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Stahl und Nachhaltigkeit

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Rohstahlerzeugung in Deutschland

Deutschland ist mit einer jährlichen Produktion von 42,1 Millionen Tonnen Rohstahl (2016) der siebtgrößte Stahlhersteller weltweit (hinter China, Japan, Indien, USA, Russland und Südkorea) bzw. der größte in der EU 28 (vor Italien, Frankreich und Spanien). Etwa zwei Drittel des Stahls werden in Deutschland in integrierten Hüttenwerken (Hochofen, Stahl- und Walzwerk) erschmolzen, das verbleibende Drittel wird über die Elektrostahlroute hergestellt.

Quelle: thyssenkrupp Steel Europe

Rohstahlproduktion und Kapazitätsauslastung 50

| Mio. t 48,5 47,2 45,8

97

42,7

42,6

84

83

42,9

42,7

42,1

86

86

86

20 16

92

94

20 15

40

94

44,3

20 14

43,8

20 13

44,5

44,8

20 12

46,4 45

91

90

87

88

35 32,7

20 11

20 10

20 08

20 07

20 06

20 05

20 04

20 03

20 09

66

30

Auslastung (%) Quelle: Statistisches Bundesamt, WV Stahl

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Mitarbeiter und Gesellschaft

Mitarbeiter und Gesellschaft Die Stahlindustrie hat sich in den vergangenen Jahrzehnten zu einer wissensintensiven High-Tech-­Branche entwickelt und ist eine wichtige Basis der industriellen Wertschöpfung.

vom Werkstoff- zum Systemanbieter. Als unverzichtbarer Bestandteil des Wertschöpfungsnetzwerkes ist die Branche daher Ausgangspunkt für viele Innovationen „Made in Germany“.

Entwicklungen in der Fertigungstechnik und zunehmend optimierte Fertigungsabläufe haben dazu geführt, dass sich die Menge erzeugten Stahls pro Mitarbeiter seit 1980 mehr als verdreifacht hat. Mit zunehmender Automatisierung hat sich das Arbeitsumfeld seitdem deutlich gewandelt. Anspruchsvolle Ingenieur­ aufgaben liegen in der Gewährleistung eines sicheren Anlagenbetriebs und hoher Produktivität. Eigen­ initiative und Ideen sind für die Weiterentwicklung von Verfahren und dem Werkstoff mehr denn je gefragt.

Neben der Produktivität des einzelnen Mitarbeiters hat sich auch die Werthaltigkeit des Stahls dank neuer Technologien erhöht. Damit steigen Einsatzmöglichkeiten und Leistungsfähigkeit des Werkstoffs kontinuierlich. Insgesamt wandeln sich Stahlunternehmen

Über den sozialen Dialog auf europäischer Ebene wie auch über eine grundsätzlich verankerte Sozialpartnerschaft zwischen Arbeitgebern und Arbeitnehmervertretungen gelingt es in der Stahlindustrie in Deutschland gemeinsam die Rahmenbedingungen für ein nachhaltiges Wirtschaften im Rahmen der Sozialen Marktwirtschaft auszuloten.

Hochqualifizierte Mitarbeiter Mit zunehmender Komplexität der Arbeit sowie wachsender Vernetzung bzw. Automatisierung von Produktion und Verwaltung sind die Stahlunternehmen bestrebt, den Anteil von hochqualifizierten Mitarbeitern in ihren Belegschaften zu erhöhen. Die Facharbeiter-

Mitarbeiter und Ausbildungsquote in der Stahlindustrie in Deutschland 100

Beschäftigte in 1000 Ausbildungsquote in % 92,4

95,4

92,0

89,7

90,6

88,2

88,3

87,0

86,2

84,9

80

60

40

5,0

5,1

5,3

5,5

5,3

5,2

5,0

5,3

5,2

5,0

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20 12

20 13

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20 07

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Quelle: WV Stahl

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Mitarbeiter und Gesellschaft

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Entwicklung der Unfallhäufigkeit der Stahlindustrie in Deutschland 50

40

| meldepflichtige Betriebsunfälle je 1 Mio. geleisteter Arbeitsstunden

38,5 31,6

30

23,0 20

9,6

9,1

9,3

20 12

9,3

20 10

11,8

20 08

13,7 10

20 06

18,9

9,1

6,8

20 16

20 14

20 04

20 02

20 00

19 98

19 96

19 94

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Quelle: WV Stahl

quote liegt aktuell bei rund 70 Prozent. Sie ist damit seit 1988 um 20 Prozent gestiegen. Die Bedeutung qualifizierter Mitarbeiter für die Zukunftsfähigkeit der Stahlindustrie im globalen Umfeld wird hier deutlich.

Der rasche technische und organisatorische Wandel stellt zudem hohe Anforderungen an die Qualifikation der Ausbilder und die Qualität der Ausbildung. In den Unternehmen wird weiterhin über den eigenen Bedarf hinaus ausgebildet. Rund 4.200 Jugendliche erhalten zurzeit eine qualifizierte Ausbildung in der Stahlindustrie in Deutschland. Die Ausbildungsquote betrug fünf Prozent im Jahr 2016 und liegt damit innerhalb der langjährigen Schwankungsbreite, auch wenn das Qualifikationsniveau weiter ansteigt. Das Spektrum der Ausbildungsberufe in der Stahlindustrie in Deutschland ist im Vergleich zu anderen Industriezweigen besonders groß.

Frauen in der Stahlindustrie Der Frauenanteil in der traditionell eher männerdominierten Stahlindustrie liegt mit 8,9 Prozent zurzeit auf einem Höchstwert – und das bei sinkenden Gesamtbelegschaftszahlen. Im Vergleich zu anderen Technikbranchen in Deutschland ist der Frauenanteil bei den Auszubildenden (2016: 11 Prozent) in der Stahlindustrie sehr hoch. Der demografische Wandel und die verän-

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derten Einstellungen bei den weiblichen Arbeitskräften schaffen Perspektiven für eine verstärkte Beschäftigung von Frauen. Der Anteil von gut ausgebildeten und hoch motivierten jungen Frauen auf dem Arbeitsmarkt steigt.

Die Unternehmen setzen im Rahmen des „Employer Branding“ darüber hinaus immer mehr auf Karrieremöglichkeiten für Frauen und bieten verstärkt betriebliche Maßnahmen zur Vereinbarkeit von Familie und Beruf (Work-Life-Balance), z. B. durch die Einrichtung von betrieblichen Kindergärten und Teilzeitregelungen.

Die Unternehmen der Stahlindustrie in Deutschland erzielten im Jahr 2016 ein insgesamt sehr gutes Ergebnis beim Arbeitsschutz. Die Unfallhäufigkeit lag um den Faktor Fünf niedriger als noch 20 Jahre zuvor.

Bis Anfang der achtziger Jahre wurden Verbesserungen beim Arbeitsschutz durch vielfältige technische und organisatorische Veränderungen an den Arbeitsplätzen möglich. Neue Technologien bei der Stahlerzeugung in Verbindung mit einer verstärkten Automatisierung der Produktionsanlagen reduzierten die Belastungen bei der Arbeit. Seit Mitte der neunziger Jahre sank die Unfallhäufigkeit vor allem durch geänderte Mitarbeiterführung und besondere Qualifizierungsmaßnahmen nochmals deutlich. Eine unfallfreie Stahlproduktion gehört nach wie vor zu den Prioritäten der Unternehmen.

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

Ressourceneffizienz und Umweltschutz Obwohl die Stahlindustrie mit großen Stoffmengen umgeht, sind die aus den Prozessen resultierenden Abfallmengen gering. Dies liegt daran, dass anstelle von Abfällen hochwertige Nebenprodukte erzeugt werden, die genau wie das Hauptprodukt einem Qualitätsmanagement unterliegen und vermarktet werden. Das

Schematische Darstellung der unendlichen Stahlkreisläufe

spart Ressourcen und mindert Umwelteinflüsse. Nur geringe Mengen an Reststoffen werden nach Möglichkeit im Kreislauf gefahren oder extern verwertet und nur im Ausnahmefall deponiert. So stellen z. B. Schlacken aus der Eisen- und Stahlindustrie ein wichtiges Baumaterial dar, das wertvolle natürliche Ressourcen spart. Mit der Bereitstellung von Schlacken zur Verarbeitung als Düngemittel leistet die Stahlindustrie auch einen wichtigen Beitrag zur Nahrungsmittelversorgung der Bevölkerung. Schwefel, Eisenoxid oder auch organische Nebenprodukte sind wichtige Rohstoffe für chemische Erzeugnisse. Das benötigte Wasser wird in Wasserkreisläufen wieder genutzt, so dass nur geringe, unvermeidbare Verluste ausgeglichen werden müssen. Luftreinhaltung wird in der Stahlindustrie ebenfalls groß geschrieben.

Multi-Recycling für Ressourceneffizienz Eine nachhaltige Ressourcenpolitik zielt auf den Erhalt der Ressourcen für zukünftige Generationen. Der effiziente Umgang mit Ressourcen ist eines der Hauptthemen unserer Gesellschaft, nicht zuletzt verstärkt seit der Nachhaltigkeitskonferenz Rio+20 im Jahr 2012.

Auch hier stellt sich die Stahlindustrie in Deutschland ihrer Verantwortung und nimmt im internationalen Vergleich einen Spitzenplatz ein, der auch durch weitere Anstrengungen gehalten werden soll.

Kurze Lebensdauer Mittlere Lebensdauer Lange Lebensdauer

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Quelle: WV Stahl

Die primäre Stahlerzeugung ist ressourcenintensiv.

Schon immer wurden deshalb Stahlprodukte am Ende ihrer Nutzung wiederverwertet. Stahl- bzw. Eisenschrott ist der weltweit am häufigsten recycelte Rohstoff und hilft, jährlich mehr als eine Milliarde Tonnen an Primärrohstoffen einzusparen. Jedes Stahlwerk hat gleichzeitig die Funktion der Kreislaufschließung. Über den Eisen- und Stahlschrottpool geht es erneut in den Stahlkreislauf. Da beim Recycling keine Qualitätsverluste entstehen, lässt sich Stahl immer wieder recyceln. So lassen sich bereits bei sechs Recyclingzyklen aus einer Tonne Stahl in der Summe mehr als vier Ton-

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

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Materialmanagement in der Stahlindustrie Schlamm

Hochofengasreinigung

Staub

Konvertergasreinigung

Staub

Zwischenlager Deponie

Zunder

Staub

Sinteranlage

Hochofen

Staub

Konverter

Roheisen

Sinter

ölhaltiger Feinzunder Strangguss

Rohstahl

Rohstahl fest

Gießhallenstaub Koks

Hüttensand Hüttenschlacke

Teer Rohbenzol Schwefel/-säure

Kokerei

Stahlwerksschlacke Stoffströme Produktströme Produkte Quelle: Stahlinstitut VDEh

Betrachtung Multi-Recycling-Ansatz über LZ für GWP 2000 | kg CO2-Äqv.

Selbst bei konservativer Rechnung mit nur 6 Lebenszyklen

1500

Reales Treibhausgaspotential: <1 t CO2-Äq. / t Stahl

1000

500

0 1

2

3

4

5

6

7

8

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Das Treibhausgaspotential der Stahlerzeugung sinkt mit jedem Lebenszyklus (LZ).

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Quelle: Prof. Finkbeiner TU Berlin

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

nen Stahlprodukte herstellen. Dieses „Multi-Recycling“ von Stahl hat Prof. Matthias Finkbeiner von der Technischen Universität Berlin in einer Studie nachgewiesen.

Neben der vielfachen Nutzung des Werkstoffs weist der Autor nach, dass parallel zur Materialeinsparung auch Emissionen von Treibhausgasen und sonstige negative Auswirkungen auf die Umwelt vermieden werden.

Ressourceneinsparung durch Recycling ist nur ein Teilaspekt. Das zeigen Ökobilanzen, die neben den Grundstoffen der Stahlherstellung viele weitere Parameter umfassen, also im Gegensatz zu den sogenannten „Footprint-Ansätzen“ den Umweltbereich ganzheitlich erfassen. Stahlrecycling führt auch zu verringerten Emissionen, Energieeinsparung und Umweltentlastungen in vielen anderen Bereichen wie z. B. beim Wasserverbrauch oder Abfallaufkommen.

Stähle bei gleicher Leistung und deutlich verringerter Einsatzmasse die Umwelt zusätzlich entlasten. Gerade diese Stahlsorten beweisen, dass Leichtbau und Stahl kein Widerspruch sind. Dies gilt auch für den Verpackungsbereich: So sind Lebensmittel- oder Getränkeverpackungen sowie Verpackungen für chemischtechnische Füllgüter heute deutlich leichter als noch vor wenigen Jahren – und das bei gleicher Funktionalität. Damit werden der Werkstoff Stahl und letztlich auch die Ressourcen immer effizienter eingesetzt.

Ökobilanzstudien helfen auch bei der Bewertung von Prozessen und Produkten und bieten ein geeignetes Mittel, die optimale Lösung zu finden. So lässt sich nachweisen, dass neue Stahlqualitäten wie höherfeste

Rohstoffeffizienz und Rohstoffproduktivität

Eine leistungsfähige, wirtschaftliche und damit wettbewerbsfähige Stahlerzeugung ist nur mit einer nachhaltigen und effizienten Produktion möglich. Die Stahlunternehmen in Deutschland sind seit jeher bemüht, die Effizienz zu steigern und die Erzeugungskosten zu senken. Zahlreiche anlagen- und verfahrenstechnische Entwicklungen haben dazu geführt, dass der Rohstoffeinsatz kontinuierlich verringert wurde.

Ein Beispiel für die stetig gesteigerte Effizienz ist die Erhöhung der „Eisenausbringung“ bei der Stahlerzeugung.

So wurde der Output von Walzstahl im Verhältnis zum Eisen-Einsatz seit 1960 von 65 auf 93 Prozent gesteigert.

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Gleichzeitig konnte die Rohstoffproduktivität, die sich in der gewachsenen Wertschöpfung je Tonne eingesetzten Rohstoffs zeigt, erhöht werden. Dies ist durch die kontinuierliche Verbesserung der Qualität und die zunehmende Konzentration auf Produkte mit höherer Produktionstiefe erreicht worden. Der Umsatz stieg im Verhältnis zum Rohstoffeinsatz um fast das 2,5-fache.

Bei der Beschaffung der Rohstoffe setzt die Stahlindustrie in Deutschland seit vielen Jahren auf einen verantwortungsvollen nachhaltigen Ansatz über transparente langjährige Lieferbeziehungen und eigenes Engagement in den Herkunftsländern der Rohstoffe.

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

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Eiseneffizienzindikator (Walzstahl) 100

| in %

95 90 85 80 75 70 65

Eiseneffizienz = Walzstahl (einschl. Halbzeug zum Versand) / Eisenträger Schrott und Eisenerz (in t Fe)

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20 00

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19 80

19 70

19 60

60

Quelle: WV Stahl

Rohstoffproduktivität bei der Stahlerzeugung in Deutschland 500

| in % Umsatz pro t Eisenträger (Index) Umsatz (Index) Verwendung Eisenträger Erz + Schrott (Index)

400 300 200 100

Rohstoffproduktivität = Umsatz / Eisenträger in t; Eisenerz in t Fe

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Quelle: WV Stahl

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

Logistik der Stahlindustrie

Die Produktion von Stahl ist sehr transportintensiv und setzt eine leistungsfähige und kosteneffiziente Logistikkette voraus. Die Stahlindustrie in Deutschland setzt hierbei gezielt auf ökologisch vorteilhafte Verkehrsträger: 2016 wurden 80 Prozent der Transportmengen der Stahlindustrie mit Bahn oder Binnenschiff befördert. Bei den eingehenden Transportmengen, überwiegend Massengüter, liefen 93 Prozent über Schienen und Wasserstraßen. Beim Versand von Fertigprodukten und anderen ausgehenden Verkehren lag der Anteil bei 64 Prozent. Diese nachhaltige Logistik ist nur möglich, weil die Stahlunternehmen mit großem Aufwand komplexe eigene leistungsfähige Werksbahnnetze und -häfen betreiben.

Quelle: istock.com/BeyondImages

Logistikstruktur der Stahlindustrie in Deutschland 60

| in % Bahn 2016: 49 %

50

40 Binnenschiff 2016: 31 %

30

LKW 2016: 20 %

20

10

* Werte für 2016 vorläufig

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20 16 *

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20 10 20 11

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20 06 20 07

20 04 20 05

20 02 20 03

20 00 20 01

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19 97

19 96

19 95

0

Quelle: WV Stahl

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

Schrotteinsatz, Im-/Exporte

Allerdings stößt die Rohstoffquelle Schrott an ihre Grenzen. Die effizienten Sammelsysteme und optimierte Aufbereitungstechniken in der EU bieten kaum Steigerungspotential. So führt der hohe Materialwert von Schrott dazu, dass bereits heute nahezu jede Tonne gesammelten Materials in den Kreislauf zurückfließt. Zudem wird der wachsende Abfluss von Stahlschrott über den Exportmarkt immer mehr zu einem Problem.

Die Stahlindustrie sorgt bereits allein schon aus Kostengründen für einen effizienten Rohstoffeinsatz. Vergleicht man etwa die aktuelle Situation mit der vor 20 Jahren, so werden heute 10 Millionen Tonnen weniger Einsatzstoffe benötigt und das bei gestiegener Produktion. Einen wichtigen Beitrag bei der Ressourcenschonung leistet das Recycling von Stahlschrott.

In Deutschland wird knapp die Hälfte des Stahls aus Schrott hergestellt. Durch das Recycling von ca. 22 Millionen Tonnen Stahlschrott (das sind ca. 8 Eiffeltürme pro Tag) werden je Tonne Stahl unter anderem der Abbau von 1,5 Tonnen Eisenerz und 0,65 Tonnen Kohle eingespart.

Ressourcenschonung durch Schrotteinsatz 48

| in %

46 44 42 40 38 36 34 32

16

15

20

20

13 20

11 20

09 20

07 20

05 20

03 20

01 20

99 19

97 19

95 19

93 19

91 19

89 19

87 19

19

85

30

Quelle: Statistisches Bundesamt, WV Stahl

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

Schlackenerzeugung/-nutzung

Seit den 1950er Jahren wurden in Deutschland etwa 1 Milliarde Tonnen Eisenhüttenschlacken erzeugt und verwertet. Aufgehäuft entspräche das einem Berg in etwa der Höhe des One World Trade Centers in New York City. Die verschiedenen Arten der Eisenhüttenschlacken stellen hochwertige Produkte dar, die vor dem Hintergrund guter technischer und ökologischer Eignung, basierend auf einer umfangreichen regelmäßigen Qualitätssicherung, eingesetzt werden. Forschung und Entwicklung werden stetig vorangetrieben. Schlackequalitäten werden gezielt eingestellt, z. B. durch die Auswahl der Einsatzstoffe und die Prozessführung, mittels Behandlung im flüssigen Zustand oder gezielter Wärmebehandlung/Abkühlung. Konsequenterweise wurden die verschiedenen Schlackenarten im Rahmen der REACH-Verordnung (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals)

registriert. Alle Untersuchungen bestätigen, dass bei sachgemäßer Verwendung von Schlacke in den entsprechenden Anwendungsgebieten negative Einflüsse auf Menschen und Umwelt auszuschließen sind.

Die verschiedenen Schlackenarten weisen ähnliche bautechnische Kennwerte auf wie natürliche Gesteine.

In den vergangenen Jahren wurden in Deutschland im Durchschnitt jeweils etwa 13 bis 14 Millionen Tonnen Eisenhüttenschlacken hergestellt. Davon waren 2016 rund 8,1 Millionen Tonnen Hochofenschlacke und 5,2 Millionen Tonnen Stahlwerksschlacke.

Knapp 90 Prozent der erzeugten Hochofenschlacke werden nach Granulation als Hüttensand in der Zement­ herstellung eingesetzt. Rund 11 Prozent werden als Mineralstoffgemische z. B. im Straßenbau verwendet.

Verwendung der Eisenhüttenschlacken Deponie Hüttensand für Zement

Baustoffe (Ersatz für Natursteine) Kreislauf Düngemittel Schlackenerzeugung

| Mio. t Schlacke

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* Werte für 2016 vorläufig

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Quelle: FEhS, WV Stahl

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

Knapp 60 Prozent der Stahlwerksschlacke werden üblicherweise als Baustoffe im Straßen- bzw. Wegebau sowie im straßenbegleitenden Erd- und Wasserbau verwendet. Zwischen 10 und 20 Prozent werden typischerweise als Kalk- und Eisenträger in den metallurgischen Kreislauf zurückgeführt. 7 Prozent wurden 2016 als Kalkdüngemittel vermarktet.

Der Anteil der deponierten und damit nicht als Ressource genutzten Schlacken liegt seit den 1980er Jahren bei unter 10 Prozent und ist damit ein deutliches Bekenntnis der Stahlindustrie zum verantwortungsvollen Umgang mit natürlichen Ressourcen.

Industrieemissionen

Die Bedingungen für die Genehmigung und den Betrieb der verschiedenen Produktionsanlagen der Stahlindustrie in Deutschland sind durch das Bundesimmissionsschutzgesetz mit seinen Verordnungen und die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft)

vorgegeben. Hierdurch wird ein nach dem Stand der Technik bestmöglicher Schutz der Umwelt gewährleistet. Auf dieser Grundlage wurden in Deutschland erhebliche Verbesserungen der Umweltsituation und vor allem auch der Luftqualität erzielt. Die Stahlindus-

Spezifische Staubemissionen der Stahlindustrie in Deutschland 3,0

| in kg/t Rohstahl

2,5 2,0 1,5 1,0 0,5

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10 20

05 20

00 20

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90 19

85 19

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Quelle: Stahlinstitut VDEh

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

trie hat dazu einen großen Beitrag geliefert. So hat sie zum Beispiel ihre Staubemissionen seit 1980 um 93 Prozent gesenkt. Durch geplante Modernisierungen der Anlagen und den Einsatz noch effektiverer Filtertechnologien sind zukünftig weitere Emissionsminderungen zu erwarten.

Einen wesentlichen Einfluss auf europaweite Maßnahmen zur Emissionsminderung der Stahlindustrie hat die europäische Richtlinie über Industrieemissionen, welche seit Mai 2013 in deutsches Recht umgesetzt ist.

Sie verlangt in einem integrierten Ansatz zur Berücksichtigung aller Umwelteinflüsse, dass der Stand der Technik in einem regelmäßigen europaweiten Informationsaustausch unter der Beteiligung der Behörden und der Industrie fortgeschrieben wird.

Für die Stahlindustrie ist dieser Stand der Technik im BVT-Merkblatt (Beste Verfügbare Techniken) zur Eisen- und Stahlherstellung niedergeschrieben, das im März 2012 veröffentlicht wurde. Die Vorgaben der Besten Verfügbaren Techniken werden in Deutschland bereits erfüllt. Darüber hinaus befindet sich eine Vielzahl weiterer BVT-Merkblätter, welche die Prozesse in der Stahlindustrie oder den Wertschöpfungsketten betreffen, derzeit in der Revision.

JRC REFERENCE REPORT Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control) Rainer Remus, Miguel A. Aguado-Monsonet.

Serge Roudier, Luis Delgado Sancho 2013

Report EUR 25521 EN

Deckblatt des BVT-Merkblattes zur Eisen- und Stahlherstellung

Wasser- und Bodenmanagement

Große Bedeutung für die Ressourcenschonung haben auch die nahezu geschlossenen Wasserkreisläufe in der Stahlproduktion. Für die Fertigungsprozesse werden in den verschiedenen Herstellungsstufen vor allem zur Kühlung große Mengen Wasser unterschiedlicher Qualität benötigt. Der Wasserbedarf der Werke wird dabei nur zu 5,5 Prozent über Frischwasser gedeckt (2,7 Prozent Abwasserableitung / 2,8 Prozent Dampfverluste), knapp 95 Prozent werden in geschlossenen

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Systemen bis zu 40-mal entsprechend ihren jeweiligen Verwendungszwecken aufbereitet und im Kreislauf verwendet. Auch wenn der Wasserverbrauch kein Umweltqualitätsindikator ist, sondern nur als Indiz für die Wasserverfügbarkeit herangezogen werden kann, wurde der spezifische Wassereinsatz bei der Stahlerzeugung in Deutschland durch Kreislaufführung und Kaskadennutzung seit den 1980er Jahren um knapp 80 Prozent gesenkt.

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Ressourceneffizienz und Umweltschutz

Ergänzend zum schonenden Umgang mit der Ressource Wasser, der sicheren Abwasserbeseitigung und der Minimierung der Abwassermengen, ist der sorgfältige Umgang mit wassergefährdenden Stoffen in den Anlagen ein wichtiges Thema. Neben beträchtlichen Aufwendungen für Schutzvorkehrungen an den Anlagen wie z. B. Auffangräumen oder doppelwandigen Anlagenteilen spielt auch die intensive Schulung aller Mitarbeiter, die mit wassergefährdenden Stoffen umgehen, eine zentrale Rolle. Die Erhaltungsbetriebe der Stahlunternehmen in Deutschland sind in der Regel Fachbetriebe gemäß § 62 des Wasserhaushaltsgesetzes in Verbindung mit den Verordnungen über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden

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Stoffen und über Fachbetriebe. Darüber hinaus sind sämtliche größeren Stahlproduzenten Mitglieder der Überwachungsgemeinschaft der Metallanlagenbetreiber (ÜMet), die durch ihre Sachverständigen die wasserrechtlichen Prüf- und Überwachungstätigkeiten der Anlagen übernimmt.

Mit dem Schutz der Wasserressourcen geht vor allem auch der Schutz des Bodens vor schädlichen Verunreinigungen einher. Durch Rückführungsmaßnahmen bei Anlagenstilllegungen und Sanierungen von Altlasten an den Werksstandorten sorgt die Stahlindustrie dafür, dass die industriellen Tätigkeiten aus vergangenen Zeiten das Grundwasser nicht langfristig gefährden.

Spezifischer Wassereinsatz bei der Stahlerzeugung in Deutschland 40 35

| in m3 / t Rohstahl 35,47 30,58

30

27,06

25

22,96

20 15

14,14

10

12,04

10,60

10,40

10,10

8,27

5

14 20

10 20

07 20

04 20

01 20

98 19

95 19

91 19

87 19

19

83

0

Quelle: Stahlinstitut VDEh

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Energieeffizienz

Energieeffizienz Für die Stahlindustrie in Deutschland spielt die klassische Hochofenroute mit der Erzeugung von Roheisen eine wichtige Rolle. Dieses ist das wichtigste Zwischenprodukt für die Erzeugung von rund 2500 Stahlqualitäten, bedingt aber einen hohen Kohlenstoffeinsatz, vor allem zur Reduktion von Eisenerz. Die Hochtemperaturprozesse sowie die nachgeschaltete Warmformgebung, Veredelung und die Stahlweiterverarbeitung erfordern zusätzliche Energie.

Der anlagentechnische Strukturwandel, technologische Innovationen in der Verfahrenstechnik sowie Energiepreise und -verfügbarkeiten haben den Energieverbrauch und die Einsatzstruktur stark beeinflusst. Hiermit verbunden waren die energetische Weiterentwicklung der Prozesse und die Verbesserung

der Energieverbundwirtschaft zur effizienten Nutzung der Kuppelenergieträger Hochofen-, Koksofen- und Konvertergas sowie Prozessdampf und -wärme aus Abhitze. Durch Nutzung dieser Kuppelenergiearten kann der Bedarf an gasförmigen Brennstoffen der einzelnen Produktionsstufen in einem integrierten Hüttenwerk sogar fast komplett abgedeckt werden. Die Kuppelgase werden in Winderhitzern, Koks- und Walzwerksöfen sowie für die Stromerzeugung verwendet.

Zusätzlich wird Abwärme aus Prozessanlagen zur Dampf- und Heißwassererzeugung genutzt. Damit werden in einem energieeffizienten integrierten Hüttenwerk die Mengen von Strom und Erdgas, die zugekauft werden müssen, soweit verringert, dass eine nahezu autarke Stromerzeugung und Brenngasnutzung möglich ist.

Beispiel einer Energieverbundwirtschaft in der Stahlindustrie

Kraftwerk

Kokerei

Sinteranlage

Warmöfen Winderhitzer

Energie mehrfach genutzt: So schonen Stahlunternehmen das Klima. Das Schema zeigt, wofür die Kuppelgase aus Koks-, Roheisenund Rohstahlerzeugung verwendet werden.

Kokereigas Hochofengas Konvertergas

Hochofen

Konverter

Walzwerke Quelle: Stahlinstitut VDEh

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Energieeffizienz

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Spezifischer Energieverbrauch

Der spezifische Primärenergieverbrauch bei der Rohstahlerzeugung ist seit 1990 um 13,8 Prozent von 20,56 Gigajoule pro Tonne auf 17,73 Gigajoule pro Tonne Rohstahl im Jahr 2016 gesunken. Dabei sind die nachfolgenden Fertigungsschritte noch nicht berücksichtigt.

Bei Einbeziehung von warmgewalzten Stahlfertigerzeugnissen, nahtlosen Stahlrohren und Schmiedefertigerzeugnissen muss neben dem Reduktionsmittel- und Energieeinsatz für die Rohstahlerzeugung auch die Effizienzsteigerung bei der Weiterverarbeitung berücksichtigt werden. In Bezug auf die Stahlfertigprodukte verringerte sich der spezifische Primärenergieverbrauch somit um 20,6 Prozent von 24,38 Gigajoule pro Tonne im Jahr 1990 auf 19,37 Gigajoule pro Tonne Stahl im Jahr 2016.

Hieraus ergibt sich eine Verminderung der spezifischen CO2-Emissionen der Stahlindustrie bezogen auf die Rohstahlerzeugung gegenüber 1990 um 16,1 Prozent von 1,594 t CO2/t Rohstahl auf 1,337 t CO2/t Rohstahl in 2016. Die spezifischen CO2-Emissionen bei den

Stahlfertigprodukten verringern sich folglich um rund 22,7 Prozent von 1,891 t CO2/t im Jahr 1990 auf 1,61 t CO2/t Stahl im Jahr 2016.

Erfolge wurden nicht nur auf der integrierten Route mit Hochofen- und Oxygenstahlwerk, sondern auch auf der Elektrostahlroute erzielt. Ein Beispiel für Weiterentwicklung ist die Einführung des Pfannenofens, durch den der Lichtbogenofen die installierte Leistung voll für das Schrotteinschmelzen nutzen kann und von metallurgischen Aufgaben entlastet wird. Weitere Energieeffizienzsteigerungen bringen z. B. der Einsatz des Gleichstromofens und das Bodenrühren. Die technischen Änderungen führten in den letzten 40 Jahren zur Senkung des Energieverbrauchs um 45 Prozent – und des Elektrodenverbrauchs um 83 Prozent. Die Zeit zwischen zwei Abstichen (Tap-to-tap-Zeit) wurde im gleichen Zeitraum um über 80 Prozent verkürzt. Dies ermöglicht deutlich höhere Produktionszahlen mit einhergehender Ressourceneinsparung.

Spezifischer Energieverbrauch Stahlfertigerzeugnisse*

Rohstahl

30 | Gigajoule/Tonne

25

24,38 -20,6 %

20

19,37

20,56 -13,8 % 17,73

15

Spezifischer Primärenergie­ verbrauch je Tonne Stahl im Durchschnitt der gesamten Stahlproduktion unter Aggregation der Elektrostahl- und HochofenKonverter-Route. Ohne Kokereien.

10 1990 2016

1990 2016

* warmgewalzte Lang-, Flacherzeugnisse, nahtlose Stahlrohre und Schmiedefertigerzeugnisse

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Quelle: Stahlinstitut VDEh

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Energieeffizienz

Ressourceneffiziente Nutzung der Kuppelgase und Stromerzeugung

In der Energie- und Stoffwirtschaft integrierter Hüttenwerke spielen die sogenannten Kuppelgase (Koksofen-, Hochofen- und Konvertergas) eine herausragende Rolle. Werden diese als Brennstoffe in Öfen verwendet, verringern sie die Erdgasmengen, die zugekauft werden müssen. Werden sie in Gaskraftwerken verstromt, verringert der selbstproduzierte Strom den Bedarf an Fremdstrom. Der Eigenstromanteil ist in den letzten zwei Jahrzehnten kontinuierlich angestiegen.

Bei gleichzeitiger Erzeugung von Sekundärdampf kann zusätzlich Energie eingespart und so sogar eine KraftWärme-Kopplung realisiert werden.

Die Stromerzeugung aus Kuppelgasen stellt praktisch eine CO2-neutrale Form der Stromerzeugung dar. Da die Emissionen ohnehin anfallen, wäre die Abfackelung der anfallenden Gase eine wenig nachhaltige Alternative. Die energetische Nutzung dieser Gase spart den Einsatz von Primärbrennstoffen ein und leistet somit einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz. Durch die Eigenstromerzeugung aus Kuppelgasen werden ca. 6 Millionen Tonnen CO2 im Jahr im Vergleich zum Strombezug aus dem öffentlichen Netz eingespart.

Anteile von Eigenstromerzeugung und Fremdstrombezug am Gesamt­stromverbrauch 2016 Eigenstrom

Kuppelenergieverstromung in Verbundkraftwerken, HochofengasEntspannungsturbinen, Abhitzedampfnutzung von Kühlsystemen zur Stromerzeugung

12,064 TWh 47,1 %

Fremdstrom

Bezüge aus dem öffentlichen Netz einschließlich Bezüge von externen IndustrieVerbundkraftwerken

13,551 TWh 52,9 %

Quelle: Stahlinstitut VDEh

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Energieeffizienz

Durch die kontinuierliche Optimierung der Prozessund Erdgaswirtschaft konnte von 1990 bis 2016 insgesamt eine spezifische Einsparung von 2,83 Gigajoule pro Tonne Rohstahl und damit für diesen Zeitraum eine spezifische Minderung von 16,1 Prozent erreicht werden. Die Einsatzstruktur der Brenngase mit 45,9 Prozent Hochofengas (einschließlich Konvertergas), 15,7 Prozent Koksofengas und 38,4 Prozent Erdgas (Werte 2012, exemplarisch), macht die große Bedeutung der Prozessgasnutzung in der Stahlindustrie deutlich. Ent-

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sprechend haben sich auch die Anteile der Eigenstromerzeugung und des Fremdstrombezugs am Gesamtstromverbrauch der Stahlindustrie verändert. 2016 lag der Eigenstromanteil bei rund 47 Prozent bzw. der Anteil des zugekauften Fremdstroms bei 53 Prozent.

Aufgrund der in den letzten Jahren gestiegenen Kuppelgasverfügbarkeit wurde immer mehr Eigenstrom erzeugt. Dementsprechend nahm der Eigenstromanteil am Gesamtstromverbrauch der Stahlindustrie seit 2014 um 4 Prozent zu.

Stahlindustrie in Deutschland unterstützt „Initiative Energieeffizienz-Netzwerke“

Die Stahlindustrie in Deutschland ist sich ihrer Verantwortung für Ressourcenschonung und Umweltschutz bewusst und hat daher im Dezember 2014, zusammen mit weiteren Branchen- und Spitzenverbänden, eine „Vereinbarung über die Einführung von Energieeffizienz-Netzwerken“ zwischen der Industrie und der Bundesregierung unterzeichnet. Gesamtziel ist es, 500 neue Energieeffizienz-Netzwerke zu initiieren. Die Stahlindustrie in Deutschland unterstützt die Netzwerk­ initiative, indem sie eigene Netzwerke gründet oder sich an bereits bestehenden Netzwerken beteiligt. Insgesamt erreicht die Stahlindustrie in Deutschland derzeit eine Branchenabdeckung von rund 90 Prozent bei der Beteiligung an Energieeffizienz-Netzwerken.

Auf der Internetplattform www.effizienz-mit-stahl.de informieren Wirtschaftsvereinigung Stahl und Stahl­ institut VDEh über die Netzwerktätigkeiten ihrer Mitglieder und einzelne Effizienz-Projekte in Produkt und Prozess.

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Energieeffizienz

Reduktionsmitteleinsatz

Der Betrieb eines Hochofens erfordert den Einsatz von Reduktionsmitteln (in der Regel von Kohlenstoff). Die Absenkung der Reduktionsmittelverbräuche erfolgt immer aus wirtschaftlichen und umwelttechnischen Gründen. Ziel ist es, die Roheisenkosten zu senken, um die Konkurrenzfähigkeit zu verbessern sowie Emissionen zu vermindern.

Die Entwicklung des durchschnittlichen Reduktionsmittelverbrauches der Hochöfen Deutschlands zeigt eine Absenkung von 900 bis 1000 kg/t Roheisen in den 50er Jahren auf heute nur noch 502 kg. Als wesentliche Maßnahmen, die zu diesen Einsparungen

beigetragen haben, lassen sich die Möllervorbereitung, der Einsatz überseeischer Erze mit höherem Eisengehalt, Heißwindtemperaturen von über 1200° C, O2-Einsatz, Gegendruck an der Gicht, die Möllerverteilung, die Durchgasungssteuerung, eine Verbesserung der Sinter- und Koksqualität sowie der Einsatz von Kleinkoks benennen. Es ist deutlich zu erkennen, dass die Kurve für die letzten Jahre asymptotisch verläuft und kaum noch Verringerungen im Gesamtreduktionsmittelverbrauch ausweist. Mit 502 kg/t Roheisen ist das verfahrenstechnische Minimum unter den gegebenen Rohstoffbedingungen erreicht. Dies ist im internationalen Vergleich ein Spitzenwert.

Durchschnittlicher Reduktionsmittelverbrauch der Hochöfen in der Bundes­republik Deutschland Koks

Öl

Kohle

| kg / t RE

900 800 700 600 500 400

171,0

300

3,3 501,9

200

327,6

100

Ab 1991 inkl. den neuen Bundesländern * ab 2015 81% der Roheisenerzeugung ausgewertet

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* 15 20

10 20

05 20

00 20

95 19

90 19

85 19

80 19

75 19

70 19

65 19

19

60

0

Quelle: VDEh Hochofenausschuss

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Produkte und Wertschöpfung

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Produkte und Wertschöpfung

Mit einem Anteil von rund einer halben Billion Euro an der Wertschöpfung hat das Produzierende Gewerbe in Deutschland, auch im internationalen Vergleich, ein starkes Gewicht. Mit 10 Milliarden Euro hat die Stahlindustrie in Deutschland einen Anteil von knapp 30 Prozent an der Wertschöpfung der Branche in Europa. Diese Kennzahlen charakterisieren ebenso wie der Anteil der Stahlindustrie am gesamtwirtschaftlichen Produktionswert (1,2 Prozent) oder an der Beschäftigung im Verarbeitenden Gewerbe (0,3 Prozent) die Bedeutung der Branche nur unzureichend, weil sie den Verbund mit den vor- und nachgelagerten Produktionsstufen ausblenden.

Die Stahlbranche hat als Basisindustrie eine besondere Bedeutung für das Produzierende Gewerbe in Deutschland. Die zahlreichen Innovationen dieses Wirtschaftszweiges und seine enge Verflechtung mit anderen Industriebranchen tragen zum Beispiel zu den Erfolgen der Automobilindustrie oder des Maschinen- und Anlagenbaus bei. Innovative Stähle sind ebenso unverzichtbar für die deutsche Wirtschaft wie die Einbindung von Stahlherstellern in exportorientierte Industriecluster.

Wertschöpfung des Verarbeitenden Gewerbes 2016

Wertschöpfung der Stahlindustrie in Europa 2016

| in Mrd. Euro

12

592

EU: 1,98 Bill. Euro

500

8

300

6 231

EU: 38,4 Mrd. Euro

10

10

400

4,7

219

200

| in Mrd. Euro

4,2

4 165

3,6

132

100

71

1,8

1,3

Ausgewählte Länder

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Po len

ita Gro nn ßien br

ch rei nk Fra

an ien Sp

n Ita lie

nd hla tsc

Po len

ita Gro nn ßien Sp an ien br

ch Fra

nk

rei

Ita lie

hla tsc De u

n

0

nd

0

2

De u

600

Quelle: Oxford Economics

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Produkte und Wertschöpfung

Stahl als Basis der Wertschöpfungsketten in Deutschland

Für nahezu alle Schlüsselindustrien in Deutschland ist Stahl der wichtigste Basiswerkstoff. In der Automobilindustrie liegt der Stahlanteil an den Vorleistungen bei 12 Prozent, im Maschinenbau bei 20 Prozent und der mittelständisch geprägten Stahl- und Metallverarbeitung sogar bei knapp 60 Prozent. Die stahlintensiven Branchen stehen insgesamt für knapp 4 Millionen Beschäftigte und damit für mehr als die Hälfte der Industriearbeitsplätze in Deutschland. Die Stahlindustrie hat eine hohe lokale Wertschöpfung und wirkt daher als wirtschaftlicher Multiplikator für Beschäftigung und Einkommen bei Zulieferern und Dienstleistern in Deutschland. Sie hat die größte wirtschaftliche Hebelwirkung aller Branchen in Deutschland1) – auf einen zusätzli-

chen Euro Nachfrage nach Produkten der Stahlindustrie kommen weitere 3,10 Euro Nachfrage in nachgelagerten Bereichen (2007 waren es noch 2,70 Euro). Der Beschäftigungsmultiplikator liegt mit 6,5 sogar noch deutlich darüber. Die Stahlindustrie in Deutschland ist eng in die Wertschöpfungsketten der zentralen Industrien in Deutschland eingebunden. Durch die Zusammenarbeit in Systempartnerschaften und die Versorgung der Lieferketten auf einem hohen Servicelevel trägt die Stahlindustrie zur Stabilität dieser Wertschöpfungsketten bei. strategy& RWI

1)

Umsatz der größten Industriebranchen in Deutschland 2016 stahlintensiv

nicht stahlintensiv

Automobilindustrie

412,0

Maschinenbau

Stahlanteil an Vorleistungen

12 %

| Mrd. Euro

20 %

228,3

Elektrotechnik

160,6

8%

Ernährungsgewerbe

151,8

1%

Chemische Industrie Bauhauptgewerbe Stahl- & Metallverarbeitung

103,1

10 %

99,4

59 %

Verarbeitendes Gewerbe (einschl. Bau)

Die Industrie in Deutschland ist stahlintensiv.

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1%

128,8

1793

Quelle: RWI, Statistisches Bundesamt, WV Stahl

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Produkte und Wertschöpfung

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F&E aus Verantwortung und in Kooperation mit den Wertschöpfungspartnern

mit der Zuliefererindustrie und den Kunden verbindet die Stahlindustrie ein einzigartiges Netzwerk. Auf wissenschaftlicher Ebene sind hier insbesondere die forschungsstarken Einrichtungen der Universitäten/Hochschulen, der Fraunhofer- und Max-Planck-Gesellschaft sowie der Helmholtz-Gemeinschaft hervorzuheben.

Im Stahl-Zentrum wird darüber hinaus die Gemeinschaftsforschung für die Branche koordiniert sowie die Werkstoff-Grundlagenforschung im Max-Planck-­ Institut für Eisenforschung und die anwendungsnahe Prozessentwicklung im VDEh-Betriebsforschungsinstitut vorangetrieben.

Stahl ist das „Grundnahrungsmittel“ der Industrie. Forschung, Entwicklung und Innovation sind für die Stahlindustrie wichtige strategische Bausteine zum Erhalt und Ausbau der internationalen Wettbewerbsfähigkeit.

Dies gilt sowohl auf der Prozess- als auch auf der Produkt- bzw. Anwendungsseite. Ohne innovative Stähle sind Innovationen in anderen Branchen nicht möglich.

Hier sind gerade die Stahlunternehmen in Deutschland sehr erfolgreich und in vielen Bereichen internationale Technologieführer. Kooperationen spielen in diesem Zusammenhang eine entscheidende Rolle: Sowohl mit wissenschaftlichen Institutionen als auch

Das Forschungsnetzwerk „Stahl“ in Deutschland

Rostock

FhI FhI

Hamburg

Düsseldorf

Jülich Aachen

HI

FhI FhI

FhI

Dortmund

Köln

Siegen

FhI

Kassel

HI

Göttingen

Darmstadt

Kaiserslautern HI

Potsdam

Freiburg

MPI

Forschung im Bereich Stahlanwendung

Berlin

Stahlbezogene Forschung

Cottbus Halle-Wittenberg

FhI

Weimar

Chemnitz FhI

Jena

FhI

Dresden FhI MPI

FhI

Freiberg

29 Außeruniversitäre Forschungseinrichtungen FhI Fraunhofer-Institute

Bayreuth

HI

Erlangen

MPI Max-Planck-Institute

Helmholtz-Institut

BFI VDEh-Betriebsforschungsinstitut

Karlsruhe MPI Stuttgart Ulm

FhI

HI

Magdeburg Clausthal-Zellerfeld

Ilmenau

FhI

Saarbrücken

HI

Hannover Paderborn

MPI BFI HI

Forschung im Bereich Stahlverarbeitung und Stahlanwendung Braunschweig

Münster Bochum

Stahlforschung, Stahlverarbeitung und Stahlanwendung

HI

Bremen

FhI

Duisburg-Essen

38 Institute an Universitäten

HI

Augsburg HI

MPI

München

Quelle: strategy&

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Produkte und Wertschöpfung

Forschungsnetzwerk Stahl Eine Schlüsselrolle spielt die Zusammenarbeit mit den Kundenbranchen, die die Forschungsabteilungen der Unternehmen frühzeitig in ihre Entwicklungsprozesse einbinden. Die intensive und etablierte Kooperation zwischen Grundlagenforschung, Werkstoffherstellung und Stahlverarbeitung ist ein entscheidender Erfolgsfaktor der hohen Innovationskraft in Deutschland.

Qualitativ hochwertige Stähle Als Systemlieferanten haben sich die Stahlunternehmen optimal in den verschiedenen Wertschöpfungsketten strategisch ausgerichtet. So finden sich in Deutschland globale Player und europäische Cham­ pions sowie nationale Spitzenreiter und leistungsfähige Mittelständler, die mit qualitativ hochwertigen Spezialund Edelstählen ihre Nische gefunden haben: Nichtrostende und legierte Stähle haben in Deutschland einen höheren Stellenwert (über 50 Prozent der Gesamtproduktion) als im internationalen Vergleich (ca. 30 Pro-

zent). In Europa werden rund 2.500 genormte Stähle hergestellt. Jedes Jahr werden ca. 150 Stähle in ihren Eigenschaften verbessert und neu entwickelt. Stahl ist als weltweit wichtigster Konstruktionswerkstoff in seiner Entwicklung noch lange nicht ausgereizt. Neue Lösungen ergeben sich dabei auch durch die Forderungen nach „Multi-Material-Design“, z. B. um neue Funktionen oder Leichtbauanforderungen zu erfüllen. Auch die Patentaktivitäten rund um den Werkstoff Stahl untermauern die hohe Forschungs- und Anwendungsintensität. Die neue Innovationsdynamik zeigt sich unter anderem an den Anmeldungen von Patenten in der Stahlindustrie beim deutschen, europäischen und Weltpatentamt. Im Jahr 2014 wurden rund 4.300 für Deutschland relevante Patente veröffentlicht, verglichen mit knapp 2.000 zu Beginn der 1990er Jahre. Zudem hat sich seit 2010 das jährliche Wachstum der Patentanmeldungen von durchschnittlich drei auf mittlerweile sechs Prozent verdoppelt. Die Komplexität der Patente nimmt stetig zu, d. h. Patente werden immer häufiger für mehrere Fertigungs- oder sogar Wertschöpfungsstufen angemeldet.

Anteil jährlicher Patentneuanmeldungen zur Stahlherstellung

5000

| Patente

6% 4295

4000

3% 3000

2000

1793

2062

3227

3393

3345

2299

1000

14 20

10 20

06 20

02 20

98 19

94 19

19

90

0

Quelle: strategy&, Deutsches Patentamt (DPMA), Europäisches Patentamt (EPO), Weltpatentamt (WIPO) IPC Klassen: B21B, C21B, C21C, C21D, C22B, C22C (simaltan zu Strategy& Studio aus dem Jahr 2011)

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Produkte und Wertschöpfung

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Potentiale für Ressourcen-, Klima- und Umweltschutz durch neue Stahlwerkstoffe

Den größten Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung leistet die Stahlindustrie durch die permanente Verbesserung der Eigenschaften des Werkstoffs Stahl. Treiber sind dabei auch die Kunden, die für ihre individuellen Lösungsansätze immer neue Werkstoffe fordern.

Durch Anwendung der besten verfügbaren Technik entstehen z. B. neue hochfeste Stähle für den Leichtbau in der Automobilindustrie, höchsteffiziente Elektrobleche für Transformatoren oder neue Stähle für 700°C-Kraftwerke.

Produktwertmaximierungen führen z. B. zu neuen Walztechnologien, die geringere Materialstärken ermöglichen, zu Verbundwerkstoffen oder neuen Beschichtungssystemen. Neue Werkstoffe und Technologien senken den Stahl- und damit auch den Ressourcenbedarf genauso wie Energieverbrauch und CO2-Ausstoss. Mit der stetig voranschreitenden Entwicklung von immer umweltfreundlicheren Produkten für den Endanwender trägt Stahl dazu bei, Energie zu sparen.

Quelle: Siemens AG

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Produkte und Wertschöpfung

Beim Karosseriebau kommt es nicht nur auf leichte Werkstoffe an. Hinzu kommen Anforderungen an die passive Sicherheit, das Vibrationsverhalten, das Korrosionsverhalten und an Konstruktions- und Verbindungsmöglichkeiten. In modernen Fahrzeugen werden hierzu höherfeste Stähle eingesetzt, aus denen leichtere Bauteile aufgrund reduzierter Blechdicke gefertigt werden können, die dennoch hervorragende Crashsicherheit bei Unfällen bieten.

Quelle: Volkswagen AG

Stahl schont Ressourcen Stahl in der Energieerzeugung schont Ressourcen, denn hochwarmfeste Stähle ermöglichen Wirkungsgrade von Kraftwerken, die früher undenkbar waren.

Für elektrische Systeme wurden Stähle entwickelt, die die Effizienz steigern und Verluste bei Umwandlung und Weiterleitung minimieren. Ob Wind, Wasser oder Solar, keine erneuerbare Energie kann auf Stahl verzichten. So bestehen in modernen Windenergieanlagen Turm, Maschinenhaus und Getriebe überwiegend aus Stahl.

Im Baubereich ermöglicht der Einsatz von höherfesten Stählen schlanke und leichte Profile und Bauelemente mit hoher Tragfähigkeit, die darüber hinaus aufgrund ihrer Demontierbarkeit wieder verwendet werden können. Dies bedeutet weniger Ressourcen- und Energieverbrauch und weniger Emissionen bei Herstellung und Transport. Gewichtseinsparungen bei Gebäuden aus Stahl erlauben einfachere Fundamente.

Beitrag der Stahlindustrie zur Nachhaltigkeit in der Wertschöpfung und in Produkten aus Stahl – Klimaschutz mit Faktor 6

Wenn Metalle aus Erz oder Schrott erschmolzen werden, entstehen dabei immer auch Emissionen.

Gemeinsam mit dem Stahlinstitut VDEh hat die Boston Consulting Group anhand von acht innovativen Stahlanwendungen untersucht, wie viel CO2 bei der Erzeugung der hierfür benötigten Stahlmengen entsteht.

Umgelegt auf den gesamten Lebenszyklus der jeweiligen Stahlanwendungen, werden bei der Produktion

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des Stahls für diese acht Produkte rund 12 Millionen Tonnen CO2 im Jahr freigesetzt. Die aus dem Einsatz dieser Stähle gewonnenen Einsparungen belaufen sich dagegen auf 74 Millionen Tonnen CO2 im Jahr 2020.

Die Bilanz der Beispiele zeigt: Im Durchschnitt spart der innovative Stahleinsatz sechsmal so viel CO2 ein, wie bei der dafür erforderlichen Stahlproduktion verursacht wird.

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Produkte und Wertschöpfung

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erzeugung in Deutschland jährlich emittierte Menge von 67 Millionen Tonnen CO2 allein durch die anhand der acht Beispiele ermittelten CO2-Einsparung von 74 Millionen Tonnen mehr als kompensiert.

Im Einzelfall kann der Faktor deutlich höher liegen. So werden durch die Erneuerung fossiler Kraftwerke 29,5 Millionen Tonnen CO2 vermieden, während bei der Erzeugung des für den Bau erforderlichen Stahls jährlich weniger als 100.000 Tonnen CO2 anfallen. Das Verhältnis beträgt dort ca. 400 zu 1. Die Erklärung: Neue hochwarmfeste Stahlsorten in Kesseln, Dampfleitungen und Turbinen ermöglichen deutlich höhere Dampftemperaturen und -drücke, wodurch die Wirkungsgrade dieser Kraftwerke enorm wachsen. Durch den Bau von Windenergieanlagen, bei denen Turm, Gondel und Getriebe zum größten Teil aus Stahl bestehen, entstehen jährliche Emissionen von unter 0,4 Millionen Tonnen CO2. Ihnen stehen jedoch Einsparungen von 14,2 Millionen Tonnen gegenüber, so dass hier das Verhältnis zwischen Belastung und Einsparung bei 1 zu 32 liegt. Insgesamt wird die bei der gesamten Stahl-

Klimaschutz ist ohne Stahl nicht möglich. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass bei den untersuchten Fallbeispielen rund 80 Prozent der Reduktionspotentiale nur durch die Verwendung von Stahl zu realisieren sind. Zu der von der Politik genannten Reduktion von 220 Millionen Tonnen CO2 bis zum Jahr 2020 kann der Werkstoff Stahl somit einen Beitrag in Höhe von 74 Millionen Tonnen leisten. Eine leistungsfähige Stahlindustrie ist demnach auch aus klimapolitischer Sicht notwendig. Denn ohne moderne Stähle und innovative Stahlanwendungen lassen sich die ambitionierten klimapolitischen Ziele nicht erreichen.

Innovative Stähle sparen sechsmal so viel CO2 ein, wie ihre Produktion verursacht Effizienz foss. Kraftwerke

| Mio. t CO2 / Jahr

29,5

0,4

Windkraftwerke Gewichtsreduktion PKW

0,1 14,2

8,4

11,2 1,0

Kraft-Wärme-Kopplung

9,2

Weitere regen. Energien

0,03

Effizientere Trafos

0,1

Effiziente E-Motoren

0,7

Gewichtsreduktion LKW

0,9

Emissionen ∑ ~ 12 Mio. t

5,0 2,1 1,9 1,0

Faktor 6

Einsparpotenzial ∑ ~ 74 Mio. t Quelle: BCG, Stahl-Zentrum

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Produkte und Wertschöpfung

Digitalisierung

In der Stahlindustrie nimmt die digitale Transformation einen zunehmend wichtigeren Stellenwert ein.

Eine Vielzahl von Industrie 4.0-Projekten ist bereits erfolgreich umgesetzt. Die digitale Transformation führt zu einer engeren Verzahnung der internen und externen Datenflüsse sowie der Wertschöpfungsketten. Die Verfügbarkeit und stetig steigende Zunahme von Material-, Prozess-, und Produktdaten ermöglicht es beispielsweise, dass Prototypen virtuell, also ohne vorherige Herstellung, entwickelt und getestet werden. Zudem werden Fehler frühzeitig erkannt bzw. vermieden. Somit kann die Qualität entlang der gesamten Wertschöpfungskette gesteigert werden.

Die Digitalisierung führt ebenso dazu, dass die ohnehin schon effizienten Prozesse der Stahlindustrie noch weiter optimiert und beschleunigt werden können. Mit der Virtualisierung, also der Verfügbarkeit von digitalen Prozess- und Produktabbildungen ermöglicht

die Stahlindustrie nicht nur eine Steigerung der eigenen Effizienz sondern auch die ihrer direkten Kunden.

Auch das Verarbeitende Gewerbe greift auf diese digitalen Produkt- und Prozessabbildungen zu, um seine eigenen Prozesse zu verbessern. Bereits heute nutzen zwischen 60 und 70 Prozent der Stahlkunden diese Möglichkeiten sehr intensiv bis weniger intensiv. Die Digitalisierung der Stahlindustrie reicht demnach weit über den eigenen Wirkungsbereich hinaus und trägt mit dazu bei, die Wertschöpfungsketten innerhalb der Gesamtwirtschaft zu festigen. Der hohe Kapital- und Knowhow-Einsatz der Stahlindustrie in die digitale Transformation fördert somit stets die Nachhaltigkeit in allen drei Bereichen. Aktuell investieren bereits knapp 80 Prozent der Stahlunternehmen zwischen 1 und 5 Prozent ihres Gesamtumsatzes in die Digitalisierung – mit steigender Tendenz.

Prozessverbesserungen bei Kunden durch digitale Abbildungen der Stahlindustrie Beschleunigung

Optimierung sehr intensiv: 4 %

sehr intensiv: 10 %

gar nicht: 29 %

gar nicht: 40 % intensiv: 26 %

weniger intensiv: 31 %

intensiv: 20 %

weniger intensiv: 40 %

n=192 (Kunden der Stahlindustrie); Umsatzgewichtete Ergebnisse Quelle: IW-Zukunftspanel 2017, Welle 28

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Zusammenfassung

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Zusammenfassung Stahl ist ein unverzichtbarer Werkstoff und Basis für die Industrie. Keine andere Industriebranche ist so eng in die industriellen Wertschöpfungsketten eingebunden. Die Stahlindustrie ist ein Motor für lokale Beschäftigung und Wertschöpfung in vorgelagerten Branchen, etwa im Bereich Handel und Transport. Die Branche ist auch grundlegend für die Schlüsselindustrien in Deutschland und damit Teil eines Clusters, der für die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft entscheidend ist. Eine starke, lokale Stahlindustrie trägt zur Robustheit einer Vielzahl der Wertschöpfungsketten am Standort bei und ist auch in Zukunft ein Schlüssel für die Leistungsfähigkeit der Industrie.

Stahl – Basis für starke Wertschöpfungsnetzwerke

Erfolgreiche Effizienzsteigerungen In der nachhaltigen Entwicklung der Stahlindustrie wurden in den vergangenen Jahren – was im ureigenen Interesse einer energieintensiven Branche liegt – Potentiale zur Effizienzsteigerung weiter ausgeschöpft und große Erfolge erzielt. Denn der verantwortungsvolle Umgang mit begrenzten Ressourcen über den gesamten Lebenszyklus ist der Schlüssel zu einer nachhaltigen Entwicklung. Im Mittelpunkt stehen Energie- und Materialeffizienz. Effizienz bedeutet hierbei eine fortlaufende Steigerung des Output-lnput-Verhältnisses beim Einsatz der für die Herstellungsprozesse erforderlichen materiellen Ressourcen. Die Stahlindustrie in Deutschland operiert hier nahe am physikalischtechnisch machbaren Optimum und ist damit weltweit führend. Ihre Bemühungen, letzte verbleibende Effizienzspielräume zu nutzen, verfolgt die Branche weiter. Schließlich dient die Minimierung des Ressourceneinsatzes nicht nur dem Umweltschutz, sondern auch einer erhöhten Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen am Standort.

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Quelle: WV Stahl

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Stoffkreisläufe und Lebenszyklen Nachhaltigkeitspotenziale erschließen sich, wenn man den kompletten Lebenszyklus inklusive Recy­ cling betrachtet. Stahl ist der einzige Industriewerkstoff, der beliebig oft recycelt werden kann – ohne Abstriche bei den ihn auszeichnenden Eigenschaften.

Das wird in Ökobilanzen und in der Politik bisher noch unzureichend berücksichtigt. Der ökologische Fußabdruck von Stahl verringert sich mit jedem neuen Kreislauf. Die Emissionen fallen langfristig im Vergleich zur Primärproduktion zwischen 35 und 75 Prozent geringer aus. Stahlschrott ist ein hochwertiger Rohstoff und belastet keine Deponien. Das Konzept der Nachhaltigkeit ist untrennbar mit einer Analyse der Stoffkreisläufe und Lebenszyklen der Produkte verbunden. Stahl hat dabei herausgehobene Eigenschaften.

Hightech-Branche Stahl Die Stahlindustrie präsentiert sich heute als eine wissensintensive Hightech-Branche mit bemerkenswerter Innovationskraft. Sie ist Basis der industriellen Wertschöpfungsketten und eine der starken Säulen in der deutschen Wirtschaft. Stahl ermöglicht Innovationen in Branchen wie der Automobilindustrie oder dem Energieanlagenbau und leistet damit einen unverzichtbaren Beitrag für Wachstum und Wohlstand in Deutschland. Denn ohne den Werkstoff Stahl sind weder beim Umwelt- noch beim Klimaschutz Steigerungen zu bewältigen. In interdisziplinären Netzwerken aus Forschung, Produktion und Anwendung werden Innovationspotenziale gehoben. Die gemeinsam entwickelten innovativen Stahlwerkstoffe und die anschließende erfolgreiche Vermarktung von Produkten, Technologien und Verfahren beflügeln den technischen Fortschritt. Mit modernen Prozesstechniken werden hoch- und höherfeste Leichtbaustähle gefertigt, die in Kombination mit neuen Verarbeitungstechnologien Gewicht einsparen. Diese Stähle

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zeichnen sich durch hervorragende mechanische, technologische und physikalische Eigenschaften aus und kosten deutlich weniger als andere Werkstoffe.

Hochqualifiziertes Personal ist der Schlüssel für die nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit. Mit großen Anstrengungen und innovativen Ideen ist es der Stahlindustrie gelungen, dieses zu rekrutieren und Fachkräftemangel zu vermeiden. Die Stahlindustrie in Deutschland ist regional verankert und dabei ein weltweit geschätzter Werkstofflieferant. Die Produktion ist technologisch exzellent, digital vernetzt und umweltverträglich. Sie übersteht – das hat die Finanz- und Wirtschaftskrise gezeigt – auch konjunkturelle und ökonomische Krisen. Für die Sicherung dieses Wohlstands ist der intensive Wissensaustausch zwischen Forschung, Produktion und Anwendung ebenso erfolgsentscheidend wie das enge Zusammenspiel entlang der komplexen Wertschöpfungsketten. Die Stahlindustrie bündelt seit Langem ihre Kräfte in strategischen Kooperationen.

Der Forschungs- und Innovationsstandort Deutschland besitzt alle Voraussetzungen, um auch in Zukunft international Maßstäbe zu setzen. In Systempartnerschaften mit Lieferanten, wissenschaftlichen Instituten und mit den Kunden nutzen die Kooperationspartner gemeinsames Wissen sowie unterschiedliche Kompetenzen und bauen ihr Know-how stetig weiter aus. Die Bundesrepublik verfügt über ein einzigartiges Netzwerk im Bereich der Stahlforschung und -entwicklung.

Dabei spielen Hochschulen und Universitäten eine ebenso wichtige Rolle wie Institute.

Das wirtschaftliche Handeln der Stahlindustrie sichert nachhaltiges Wachstum und hat Auswirkungen auf die Gesellschaft und auf die Umwelt. Der Verantwortung hierfür ist sich die Branche bewusst. Sie ist überzeugt, dass Ökonomie, Soziales und Ökologie eine Einheit bilden. Nachhaltiges Wirtschaften ist eine Verpflichtung für die Zukunft.

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Stahl in Deutschland heute: ›› Weltweit führend bei Effizienzsteigerungen. ›› Werkstoff Stahl – Basis für Umwelt- und Klimaschutz. ›› Wissensintensive Hightech-Branche mit bemerkenswerter Innovationskraft. ›› Regional verankert, technologisch exzellent, digital vernetzt und umweltverträglich.

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Stand: November 2017 Titelbild: istock.com/Teka77

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