Najat Aya: Im Team zur klimaneutralen Stahlproduktion

01.09.2020 I Carolin Mielke

Es ist ein ambitioniertes Ziel: Bis 2050 will thyssenkrupp komplett klimaneutral sein. Vor allem für die energieintensive Stahlproduktion bedeutet das nicht weniger als eine radikale Veränderung der Herstellungsprozesse. Eine Ingenieurin, die an der Zukunft der Stahlherstellung arbeitet, ist Najat Aya.

Bei thyssenkrupp wird unter Hochdruck an der Klimaneutralität gearbeitet. Für die Stahlproduktion ist das eine wahre Herkulesaufgabe. Denn noch entstehen bei der Stahlherstellung durch das Verbrennen von Kohlenstoff große Mengen an Kohlenstoffdioxid: In herkömmlichen Hochöfen wird Kohlenstoff verbrannt, um den im Ausgangsrohstoff Eisenerz enthaltenen Sauerstoff zu reduzieren. Als Ergebnis entsteht Roheisen, das in späteren Prozessschritten zu Stahl weiterverarbeitet wird – und eben CO2.

Klimaneutrale Stahlproduktion bis 2050

In der Stahlproduktion verfolgt der Konzern vor allem zwei Ansätze, um diese ungewollten CO2-Emissionen zu reduzieren: Im Rahmen des Projekts „Carbon2Chem“ sollen die Stahlwerksemissionen, die sogenannten Hüttengase, einschließlich des enthaltenen CO2 in werthaltige Chemikalien umgewandelt und weitergenutzt werden. Bereits 2025 soll das Verfahren großtechnisch verfügbar sein.

Beim zweiten Ansatz spielt Wasserstoff die zentrale Rolle, wie Najat Aya erklärt: „Zur Vermeidung von CO2-Emissionen soll künftig der Wasserstoff anstelle von Kohlenstoff als Reduktionsmittel im Hochofen dienen. Dies hat den Vorteil, dass beim Einsatz von Wasserstoff Wasserdampf entsteht, wohingegen beim Einsatz von Kohle CO2 entsteht.“  Was sich so einfach anhört, ist es natürlich nicht. Die Prozesse sind komplex: „Durch den Einsatz von Wasserstoff im Hochofen verändert sich auch der Anteil an Wasserstoff im Hochofengas, das als Nebenprodukt während des Hochofenprozesses anfällt“, verrät Najat. „Dieses Hochofengas wird bei uns weiterhin genutzt, weshalb es wichtig ist, zu wissen, wie die veränderte Zusammensetzung unsere Prozesse beeinflusst.“

Praktikum, Abschlussarbeit, Trainee-Programm

Najat Aya muss es wissen. Die Absolventin der Universität Duisburg-Essen forscht als Trainee im Bereich Energiesteuerung und Verfahrenstechnik/ Prozesssteuerung bei der thyssenkrupp Steel Europe AG an der Nutzung von Wasserstoff in der Stahlproduktion. Im April 2017 stieg die 26-Jährige bei thyssenkrupp ein: Das im siebten und letzten Semester ihres Maschinenbaustudiums mit der Vertiefung Energie- und Verfahrenstechnik vorgesehene dreimonatige Fachpraktikum absolvierte Najat in Duisburg bei thyssenkrupp Steel Europe.

„Aus drei Monaten wurden mittlerweile drei Jahre“, lacht Najat. „Nach dem Praktikum wurde mir von thyssenkrupp angeboten, meine anstehende Bachelorarbeit in Kooperation anzufertigen.“ Im Anschluss hängte sie ein Masterstudium dran, das von thyssenkrupp mit einem Stipendium unterstützt wurde. Auch ihre Masterarbeit schrieb die Ingenieurin bei thyssenkrupp. Darin befasste sich Najat zum ersten Mal intensiv mit den sogenannten „Cowpern“. Dabei handelt es sich um Winderhitzer, die bei der Stahlproduktion dazu dienen, Sauerstoff in Form von über 1.000 °C heißem Wind zur Verbrennung in den Hochöfen bereitzustellen.

Noch im Monat ihres Abschlusses begann sie als Trainee bei thyssenkrupp Steel Europe. Ihre Erfahrungen mit den Cowpern kamen Najat schnell zugute. „Um die Cowper auf die gewünschte Temperatur zu bringen, müssen einige Aspekte berücksichtigt werden. Dazu gehört zum Beispiel die Pulsationsneigung dieser Aggregate“, verrät die Jung-Ingenieurin. „Durch die Untersuchung des Verbrennungsprozesses innerhalb der Cowper und die Erstellung einer Mischgasanalyse konnten wir herausfinden, dass kein zusätzlicher Wasserstoff den Cowpern zugeführt werden sollte. Das Hochofengas mit dem höheren Anteil an Wasserstoff wird daher unseren Kraftwerken zur Verfügung gestellt. Die Cowper hingegen werden mit dem Hochofengas aus anderen Hochöfen versorgt.“

Najat Aya: Im Team zur klimaneutralen Stahlproduktion

„Wir sind auf einem guten Wege“

Dass die Stahlproduktion bis 2050 CO2-neutral werden wird, daran hat Najat keine Zweifel. „Wir müssen viele Aspekte beachten, damit der Stahl klimaneutral werden kann“, gibt sie zu bedenken. Doch klar ist auch: „Wir sind auf einem guten Weg dahin.“

Wenn Najat über ihren Job spricht, dann fällt oft das Wort „wir“. Als Teamplayer weiß sie eine effektive Zusammenarbeit in Teams zu schätzen: „Wenn man erstmal ein Teil des Teams ist, merkt man schnell, dass ein kluges Team immer besser ist als ein einzelnes Genie. Gemeinsam kann man nicht nur viel mehr erreichen, man kommt auch schneller ans Ziel.“

Einen „typischen“ Arbeitstag kennt Najat übrigens nicht. „Unser Arbeitsalltag ist so vielseitig wie unsere Aufgaben! Wir unterstützen zum Beispiel unsere Feuerbeschichtungsanlagen. Wenn es um Steuerungs- oder Ofenoptimierungsmodelle geht, kommt unser Team ins Spiel. Wir unterstützen auch bei vielen verfahrenstechnischen Aufgabenstellungen. Auch wenn es um strömungstechnische Analysen geht, können wir unterstützen. Wir führen unter anderem numerische Strömungssimulationen durch, um Prozesse innerhalb der Aggregate besser verstehen und somit die verschiedenen Verfahren optimieren zu können“.

Ein „cooler Job“

Dass Najat irgendwann einmal Ingenieurin werden würde, war ihr dabei schon als Kind klar. „Eine klare Vorstellung, welche Fachrichtung ich wählen würde oder in welcher Branche ich arbeiten werde, hatte ich nicht. Aber ich wusste damals schon, dass ich einen coolen Job haben werde und damit lag ich richtig.“