DUISBURG / LONDON (IT BOLTWISE) – thyssenkrupp Steel rüstet sein Duisburger Werk mit einer Direktreduktionsanlage auf Wasserstoffbasis um: Mit zwei nachgeschalteten Einschmelzern soll künftig deutlich CO2-ärmeres Roheisen entstehen. Drees & Sommer übernimmt dabei wesentliche Planungs- und Tragwerksaufgaben, während die SMS Group den Anlagenbau verantwortet. Der Staat und Nordrhein-Westfalen fördern das Zukunftsprojekt mit 2 Milliarden Euro. Entscheidend ist die nächste Hürde: Der Wasserstoff muss in industrieller Menge verfügbar und bezahlbar werden.
Die Transformation des Stahlwerks in Duisburg bekommt eine neue, sehr konkrete Bauphase: Hochöfen weichen perspektivisch einer Direktreduktions-(DR)-Anlage, die mit klimafreundlichem Wasserstoff als Reduktionsmittel arbeitet. Im Kern geht es um die Frage, wie sich eine der CO2-intensivsten Industrieketten Europas technisch und wirtschaftlich umbauen lässt, ohne die Lieferfähigkeit der Werke zu gefährden. Rund 30 Prozent der gesamten Industrieemissionen Deutschlands werden der Stahlbranche zugerechnet. Vor diesem Hintergrund wird das Projekt politisch und finanziell abgesichert – der Bund und das Land Nordrhein-Westfalen stellen dafür zwei Milliarden Euro bereit.
Drees & Sommer SE, mit Hauptsitz in Stuttgart, steigt dabei nicht nur beratend ein, sondern übernimmt über mehrere Gewerke hinweg zentrale Planungsleistungen. Dazu zählen Objekt- und Tragwerksplanung, die Technische Gebäudeausrüstung, Bauphysik sowie die Infrastrukturplanung. Besonders in Industrieprojekten dieser Größenordnung entscheidet die Qualität der Schnittstellen zwischen Gebäuden, Versorgungsmedien und Logistik über Tempo und Risiko: Fundamente, Leitungsführung, Bauabläufe und die spätere Anlagenverfügbarkeit müssen bereits in der Entwurfsphase so abgestimmt werden, dass spätere Änderungen nicht zu teuren Stillständen führen. Für die DR-Anlage entstehen so mehrere Funktionsgebäude sowie Büro- und Werkstattstrukturen.
Technisch betrachtet setzt das Direktreduktionsverfahren auf eine andere Prozesslogik als der energie- und CO2-intensive Hochofen. Statt Kohle als Reduktionsmittel soll künftig Wasserstoff die chemische Reduktion übernehmen, wodurch das entstehende CO2 deutlich sinkt. Allerdings ist der Weg vom chemischen Prinzip zur industriellen Routine komplex: Die Anlage soll mit einer Direktreduktionskapazität von 2,5 Millionen Tonnen Eisen arbeiten und wird durch zwei nachgeschaltete Einschmelzer ergänzt. Für den Betrieb nennt thyssenkrupp Steel im Wasserstoffmodus Einsparungen von bis zu 3,5 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr. Diese Größenordnung macht die DR-Technologie zu einem der großen Hebel im Dekarbonisierungswettbewerb.
Aktuell läuft das Projekt bereits in der Umsetzung, und die Baustelle zeigt, wie eng Engineering und Baupraxis zusammenhängen. Mitte 2024 begannen die Tiefbauarbeiten auf einer Fläche unweit des bestehenden Kraftwerks in Duisburg-Walsum – eine Dimension, die sich grob mit rund 40 Fußballfeldern vergleichen lässt. Laut Projektstand sind Fundamente vorbereitet und mit Pfählen stabilisiert, Baustraßen wurden errichtet und Leitungen verlegt. Im weiteren Verlauf entstehen ein Anlagenkomplex mit Turm und Einschmelzern, zusätzlich eine komplett neue Infrastruktur mit Verkehrsanlagen und Lagerflächen. Für das Planungsteam ist das vor allem ein Koordinationsproblem: Über 60 neue Bauwerke und Anlagen erfordern eine extrem präzise Planungs- und Bauschrittabfolge.
Die Marktrelevanz reicht über Duisburg hinaus, weil die Stahlindustrie international um die gleiche Engpassressource konkurriert: Wasserstoff in ausreichender Menge und zu kalkulierbaren Kosten. In diesem Wettbewerb stehen Projekte wie H2 Green Steel in Schweden oder die Dekarbonisierungsprogramme der Salzgitter-Gruppe als industriepolitische Alternativen und Benchmarking-Maßstab im Raum. Strategisch geht es deshalb nicht nur um die Anlage selbst, sondern um die gesamte Systemkette aus Energieversorgung, Wasserstofflogistik, Auslegung der Prozesse sowie um die Fähigkeit, später flexibel auf den Hochlauf von Wasserstoff umzuschalten. Wie Branchenexperten berichten, wird dabei der Zeitplan zur Wasserstoffverfügbarkeit zum zentralen KPI für Investitionsentscheide.
Für thyssenkrupp Steel kommt daher eine pragmatische Übergangslösung: Die neue Anlage wird zunächst mit Erdgas betrieben. Das reduziert bereits über 50 Prozent der CO2-Emissionen – auch wenn der Endzustand erst mit grünem Wasserstoff erreicht wird. Diese Zwischenstufe ist aus Investorensicht plausibel, weil sie die Lernkurve im Betrieb beschleunigt und die Anlage nicht dauerhaft an externe Lieferketten bindet. Gleichzeitig verschiebt sie aber einen Teil des Risikos auf den Ausbau des Wasserstoffnetzes: Für industrielle Großabnehmer ist die Netzinfrastruktur entscheidend, um Marktnachfrage zu bedienen und Wettbewerbsfähigkeit abzusichern. Daran knüpft auch die politische Förderung, denn ohne Skalierung bleibt grüner Wasserstoff teuer.
Aus Sicht des Projekt- und Bauingenieurwesens zeigt sich zudem, warum die Rolle von Partnern wie Drees & Sommer so bedeutsam wird. In großen Industrievorhaben entscheidet nicht nur die Technologieauswahl, sondern die Beherrschung der Planungsrisiken: Daten- und Dokumentationskonsistenz, Qualitätssicherung in Plänen, die Belastungsannahmen im Tragwerk sowie die Abstimmung zwischen Bauphysik und Technischer Gebäudeausrüstung. Gerade bei sich ändernden Energiekonzepten – etwa wenn aus „geplantem Wasserstoffbetrieb“ ein stufenweiser Rollout wird – braucht es ein Engineering, das Änderungen prüfbar macht und trotzdem Termin- und Kostenwirkungen kontrolliert. Damit wird die DR-Anlage zugleich zu einem Benchmark für Enterprise-nahe Engineering-Prozesse.
Blick nach vorn dürfte das Projekt in Duisburg vor allem zwei Effekte auslösen: Erstens wird der Hochlauf dekarboner Stahlproduktion stärker in Richtung „Engineering-getriebene Skalierung“ verschoben – also weg von reinen Demonstratoren hin zu industriellen Linien. Zweitens wird der Wettbewerb zwischen Stahlkonzernen zunehmend zu einem Wettbewerb um Lieferketten und Infrastruktur: Wer Netzkapazitäten, Energieverträge und Prozessanpassungen früh genug verzahnt, kann Zertifikate, Kundenanforderungen und Preisverhandlungen besser bedienen. Für Entwickler und Dienstleister ergeben sich daraus konkrete Chancen in Bereichen wie Anlagenmonitoring, Optimierung der Prozessführung im Übergangsbetrieb und Sicherheits- sowie Schnittstellen-Engineering für Wasserstoffumgebungen. Die entscheidende Folgestufe ist damit weniger die Konstruktion, sondern der nachhaltige Betrieb im klimafreundlichen Energiesystem.
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