Wasserstoff-Direktreduktion (H-DRI, englisch Hydrogen Direct Reduced Iron) bezeichnet ein Verfahren zur Herstellung von Eisen aus Eisenerz, bei dem Wasserstoff anstelle von Kohlenstoff beziehungsweise Kohlenmonoxid als Reduktionsmittel eingesetzt wird. Das Verfahren bildet die Grundlage für die Produktion von sogenanntem grünem Stahl und gilt als zentraler Dekarbonisierungspfad der Stahlindustrie.
Funktionsweise
Bei der klassischen Hochofenroute wird Eisenerz mit Koks reduziert, wobei als Reaktionsprodukt Kohlendioxid entsteht. Bei der Wasserstoff-Direktreduktion übernimmt Wasserstoff diese Funktion. Das Erz wird in einem Reduktionsschacht mit Wasserstoffgas in Kontakt gebracht, wobei anstelle von CO₂ Wasserdampf freigesetzt wird. Das entstehende Produkt wird als direktreduziertes Eisen (DRI) bezeichnet und anschließend im Elektrolichtbogenofen zu Rohstahl weiterverarbeitet. Die konventionelle Route über Hochofen und Konverter verursacht nach Branchenangaben deutlich höhere Emissionen pro Tonne Stahl als die H-DRI-Route, bei der sich die Emissionen um mehr als 95 Prozent reduzieren lassen.
Voraussetzungen und Anwendungsgrenzen
Die Klimawirkung des Verfahrens hängt unmittelbar von der Herkunft des eingesetzten Wasserstoffs ab. Nur wenn dieser mittels Elektrolyse aus regenerativ erzeugtem Strom gewonnen wird, ergibt sich eine substanzielle Emissionsminderung. Der Strombedarf für Elektrolyse und Elektrolichtbogenofen ist erheblich, weshalb Produktionsstandorte auf eine stabile, großvolumige Versorgung mit erneuerbarer Energie angewiesen sind. Volatilität der Stromerzeugung aus Wind und Photovoltaik stellt eine betriebliche Herausforderung dar, der in der Praxis unter anderem mit Batteriespeichern als Brückentechnologie begegnet wird. Die Umstellung bestehender Hüttenwerke auf die H-DRI-Route erfordert zudem umfangreiche Anlageninvestitionen und lange Vorlaufzeiten.
Abgrenzung zu verwandten Begriffen
Von der Wasserstoff-Direktreduktion zu unterscheiden ist die konventionelle Direktreduktion mit Erdgas, bei der statt Wasserstoff ein kohlenwasserstoffbasiertes Reduktionsgas zum Einsatz kommt und entsprechend weiterhin CO₂ entsteht, wenn auch in geringerer Menge als im Hochofen. H-DRI ist zudem von der Hochofen-Konverter-Route abzugrenzen, die weiterhin den Großteil der weltweiten Stahlproduktion stellt und auf der Verwendung von Koks als Reduktions- und Energieträger beruht. Grüner Stahl ist kein geschützter oder einheitlich definierter Begriff, sondern wird von Herstellern für Produkte aus emissionsreduzierten Herstellungsrouten verwendet, zu denen neben H-DRI auch der verstärkte Einsatz von Stahlschrott im Elektrolichtbogenofen zählt.
Bedeutung für Bauprodukte
Für Planer und Einkäufer ist relevant, dass H-DRI-Stahl schrittweise in bestehende Produktportfolios integriert wird, zunächst häufig für Langprodukte wie Bewehrungsstahl, während hochfeste Baustähle weiterhin über etablierte Routen hergestellt werden. Die Verfügbarkeit großer Mengen fossilfrei produzierten Baustahls ist an die Inbetriebnahme neuer Anlagenkapazitäten gebunden und wird von Herstellern mit konkreten Zeithorizonten angekündigt.
Einordnung in der Berichterstattung
Dieses Fachmedium hat die Wasserstoff-Direktreduktion im Zusammenhang mit Pilotprojekten wie SSAB, Salzgitter SALCOS und ArcelorMittal XCarb im Beitrag Stahl und Metall im Bau 2026: SSAB grüner Stahl, Bewehrung und Stahlbau-Trends eingeordnet. Die strategische Bedeutung der Technologie für die Baustoffbranche sowie geplante Umstellungstermine einzelner Hersteller werden im Beitrag Branchenkrise und Markterholung 2026: Wo steht die Baustoff-Industrie? beschrieben. Den energietechnischen Herausforderungen der Umstellung, insbesondere dem hohen Strombedarf und dem Einsatz von Batteriespeichern als Brückentechnologie, widmet sich der Beitrag ArcelorMittal Bremen: 25-MW-Batteriespeicher stabilisiert energieintensive Stahlproduktion. Im Vergleich zu Dekarbonisierungsansätzen anderer Baustoffe, etwa der Zementindustrie, ordnet der Beitrag Holcim unter Druck: Warum die Dekarbonisierung der Zementindustrie stockt die Wasserstoff-Direktreduktion als spezifischen Lösungsweg der Stahlbranche ein.
