Grüner Stahl? – Transformation der Stahlproduktion

Nach wie vor zählt die Eisen- und Stahlindustrie weltweit zu den größten industriellen Energieverbrauchern und CO2-Emittenten. Mit rund 1,7 Tonnen an CO2-Emissionen je erzeugter Tonne Rohstahl macht die Stahlherstellung derzeit etwa acht Prozent der weltweiten CO2-Emmisionen aus. Um nach den Vorgaben des neuen „EU-Aktionsplans Kreislaufwirtschaft“ bis 2050 die Wertschöpfung von CO2-Emissionen entkoppelt zu haben, bedarf es der Entwicklung klimaneutraler Produktionsverfahren („Grüner Stahl“).

Das Thema „Klimafreundliche Stahlproduktion“ bietet sich daher hervorragend an, um aktuelle industrielle Maßnahmen zum Klimaschutz mit einem zeitgemäßen Chemieunterricht zu verknüpfen.

Vor diesem Hintergrund organisierten unsere Chemielehrkräfte Herr Tuncel und Frau Dirks gemeinsam mit ihren Klassen (Jahrgangsstufe 2 und 09B) ein Planspiel zum Thema „Stahl 2050 – lokal produziert, global begehrt“. Im Mittelpunkt stand hierbei die Frage, inwiefern der großtechnische Einsatz von Wasserstoff als Reduktionsmittel einen geeigneten Ersatz für das bisher verwendete Koks darstellt.

Zum Einstieg durfte der Basisfachkurs Chemie von Herrn Tuncel bei einer GFS zum Thema Wasserstoff in der Klasse 9B beiwohnen. Hierbei zeigte sich unter anderem, dass Wasserstoff nicht gleich Wasserstoff ist und es von der Produktionsart abhängt, ob Wasserstoff tatsächlich klimaneutral ist. Ergänzend erfolgte eine tiefere fachliche Klärung, indem Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 2 unter Anleitung der 9. Klasse einen Versuch zur Wasserstoffgewinnung durch die Elektrolyse von Wasser mittels Solarzelle durchführten.

Die in der Einstiegsphase gesammelten Erkenntnisse flossen in die Vorbereitung des Planspiels ein. Hierzu wurde der Basisfachkurs Chemie zunächst in acht Gruppen (Unternehmensberatung, Produktionsleitung, Nichtregierungsorganisation, Gewerkschaft, Politik, Ingenieurbüro, Vorstandsgremium und Zentrum für Umweltforschung) eingeteilt und erhielt gruppenspezifische Materialien. Diese unterstützten sie bei der Ausgestaltung ihrer „Rollen“. Zusätzlich konnten sie noch eigenständig recherchieren. Nach dreiwöchiger Vorbereitung wurde die 09B zum Planspiel eingeladen. Das Planspiel begann mit der Begrüßung durch das Team der Unternehmensberatung, welches das Meeting leitete. Es folgten zwei Impulsvorträge zu den Themen „Stahlproduktion heute“ und „Steelworkers for Future? – Von Kyoto zu den Sustainable Development Goals (SDGs)“. Daran reihte sich die Vorstellung der ausgewählten Themenbereiche durch die jeweiligen Expertinnen und Experten. Im Rahmen des sich anschließenden World Cafés konnten Schülerinnen und Schüler der 9. Klassen an Thementischen mit den jeweiligen Expertinnen und Experten des Basisfachkurses Chemie diskutieren und mögliche Lösungswege erörtern. Zum Abschluss fasste das Team der Unternehmensberatung die Ergebnisse und Empfehlungen im Plenum zusammen.

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass mit Blick auf die Umsetzung der Klimaschutzziele die Dekarbonisierung der Stahlproduktion eine der großen Herausforderung der chemischen Industrie darstellt. Den Schülerinnen und Schülern beider Klassenstufen wurde es mithilfe dieses klassenübergreifenden Projekts ermöglicht, diese aktuelle Problemstellung zu diskutieren und Handlungsoptionen nicht zuletzt unter dem Eindruck der gesamtgesellschaftlichen Bedeutung eines solchen prozesstechnischen Innovationspotentials multiperspektivisch zu bewerten.