AUSTRIA / LONDON (IT BOLTWISE) – Das US-Startup Helix Carbon will die Stahlindustrie über ein neues Recycling von Hochofenabgasen dekarbonisieren. Kernstück ist ein Elektrolyseur, der Kohlendioxid in Kohlenmonoxid umwandeln und dieses wieder in den Hochofen zurückführen soll. Damit zielt das Unternehmen darauf, den Koksbedarf bei der Eisenherstellung zu senken und CO₂-Emissionen nicht einfach in die Atmosphäre zu entlassen. Für den Start setzt Helix Carbon laut eigenen Angaben zunächst auf die Spezialchemie statt auf die direkte Umstellung ganzer Hochofenflotten.
Helix Carbon adressiert ein klassisches Problem der Eisen- und Stahlproduktion: Hochöfen stoßen seit Jahrzehnten große Mengen Kohlendioxid aus, obwohl die eigentliche chemische Arbeit im Prozess stark vom Zusammenspiel aus Koks, Sauerstoffbindung im Erz und der Reduktion durch Kohlenmonoxid abhängt. Ein Hochofen ist dabei mehr als nur ein „riesiger Ofen“; er ist eine durchgängige Reaktionskammer, in der der brennende Koks zwar Wärme liefert, die Reduktion aber über das beim Verbrennen entstehende Kohlenmonoxid übernimmt. Genau an dieser Stelle setzt das Startup an und versucht, den ohnehin entstehenden Kohlenstoffkreislauf im Prozess enger zu schließen, statt ihn am Schornstein zu beenden.
Technisch betrachtet startet das Konzept mit dem Abgasstrom des Hochofens: Normalerweise wird das im Prozess überschüssig anfallende CO₂ direkt in die Atmosphäre abgegeben. Helix Carbon beschreibt dagegen einen Weg, dieses CO₂ in Kohlenmonoxid umzuwandeln und das entstehende CO wieder zurück in den Hochofen zu führen. Die Idee ist damit zweistufig: Erstens wird das Gas nicht als „Abfall“ behandelt, sondern als Rohstoff betrachtet; zweitens kann das zurückgeführte Kohlenmonoxid dort genutzt werden, wo es im Hochofen ohnehin als Reduktionsmittel gebraucht wird. Dadurch rückt eine weniger koksintensive Betriebsweise in den Fokus, ohne dass der Hochofen als Anlageform vollständig ersetzt werden müsste.
Das Verfahren basiert auf einem Elektrolyseur, also einer Vorrichtung, die mit Strom und einem Katalysator ein Sauerstoffatom aus dem Kohlendioxid abspaltet. Elektrolyseure sind als Technologie nicht neu; entscheidend ist laut den Angaben von David Brown, Mitgründer und CEO, vor allem das Design für „rohen“ Abgasstrom. Viele Elektrolyse-Konzepte sind in der Praxis auf gereinigte und konzentrierte CO₂-Quellen zugeschnitten, was bei Industrieanlagen zusätzliche Aufbereitungsschritte bedeuten kann. Wenn der Elektrolyseur jedoch tatsächlich große Teile des Abgasstroms direkt verarbeiten kann, sinkt die Hemmschwelle für die nachträgliche Integration in bestehende Hochofenbetriebe – ein Punkt, der gerade bei Anlagen mit sehr langen Lebenszyklen politisch und wirtschaftlich relevant bleibt.
Für die Wirtschaftlichkeit nennt Helix Carbon unterschiedliche Einsparlogiken, aber ein konkretes Ziel: Eisenproduzenten sollen zunächst etwa 33 % ihres Kokses ersetzen können. Die potenziellen Einsparungen beziffert das Startup dabei mit 14 US-Dollar pro Tonne Eisen, während die genaue Größenordnung der Koksreduktion in der Forschung offenbar variiert. Manche wissenschaftlichen Arbeiten sprechen von Einsparpotenzialen bis zu 90 %, andere Studien kommen eher auf 30 % bis 40 %. Genau diese Spannbreite macht die Herausforderung deutlich: Selbst wenn die Prozesschemie prinzipiell funktioniert, hängt das Ergebnis von Gaszusammensetzung, Betriebsregime, Integrationstechnik und Stabilität im Dauerbetrieb ab. Für Stahlkonzerne mit niedrigen Margen zählt am Ende deshalb weniger die theoretische Maximalzahl als die erreichbare Koksersparnis unter realistischen Bedingungen.
Auch der Markt- und Umsetzungsfahrplan ist strategisch gewählt. Die Eisen- und Stahlindustrie gilt als sehr kapitalintensiv und vergleichsweise langsam in der technologischen Umrüstung, nicht zuletzt weil Hochöfen oft über mehr als ein Jahrhundert in Betrieb waren und damit eine robuste, langfristige Infrastruktur bilden. Um dennoch früh Einnahmen zu erzielen, will Helix Carbon zunächst die Spezialchemieindustrie adressieren. Der Hintergrund: Das Unternehmen argumentiert, man müsse CO₂ nicht erst abtrennen und „irgendwohin“ speichern, sondern könne es verwerten – und damit potenziell lokale Produktionsketten für Chemikalien aus Abfallströmen aufbauen. Dass CO₂-Speicherung in Österreich offenbar als Praxis zugelassen ist, wird als Rahmen erwähnt; für das Startup wirkt das aber eher wie ein optionaler Endpunkt, nicht wie die alleinige Route zur Dekarbonisierung.
Aus Industrielogik ergibt sich dabei eine interessante Alternative zu reinen Abscheidungs- und Speicherpfaden: Wenn CO₂ kontinuierlich an einer bereits vorhandenen Prozessquelle anfällt und in einen nächsten Reaktionsschritt überführt werden kann, verschiebt sich der Schwerpunkt von „End-of-Pipe“ hin zu „Prozessintegration“. Genau deshalb könnte das Thema besonders für Standorte relevant werden, die vor allem wegen bestehender Hochofenflotten unter Zeitdruck stehen: Eine komplette Anlagenneubau-Strategie ist meist teuer und dauert. Gleichzeitig kann eine lokale Gasaufbereitung, die bei vielen anderen Elektrolyseansätzen erforderlich wäre, bei einem systemnahen Ansatz wie beschrieben entfallen oder zumindest reduziert werden – mit direktem Einfluss auf CAPEX und die Komplexität von Betriebsabläufen.
Für die nächsten Monate wird entscheidend sein, ob sich die Versprechen zur Integration auch in der Praxis halten. Entscheidend sind dabei nicht nur Wirkungsgrade, sondern auch Stabilität gegenüber Schwankungen in Temperatur, Gasreinheit und Durchsatz, weil Hochöfen als Großanlagen selten „laborstabil“ laufen. Ebenfalls wichtig: Wie sich der Elektrolyseprozess so skalieren lässt, dass er dauerhaft mit dem gesamten Abgasstrom Schritt halten kann, den Brown als Ziel nennt. Wenn Helix Carbon diese Hürde nimmt, könnte das Modell für weitere Betreiber zu einem Baustein werden – nicht als Ersatz aller Wege zur Dekarbonisierung, aber als Ansatz, der einen zentralen Emissionspfad im Stahlprozess enger schließt und damit sowohl Energie- als auch Rohstoffeffizienz in den Mittelpunkt stellt.
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