Energy Efficiency and Industrial Output: The Case of the Iron and Steel Industry

Die Eisen- und Stahlindustrie emittiert einen bedeutsamen Teil der Kohlendstoffdioxidemissionen der Europäischen Union. Zudem ist der Sektor einer der größten Energieverbraucher. Dementsprechend ist die Eisen- und Stahlindustrie von diversen umwelt- und energiepolitischen Maßnahmen betroffen. Gleichzeitig ist dieser Sektor von großer wirtschaftlicher Bedeutung für die Europäische Union. Verschiedene Akteure befürchten, infolge umweltpolitischer Maßnahmen, einen politisch bedingten Rückgang der Stahlproduktion und möglicherweise Produktionsverschiebungen in Länder außerhalb der Europäischen Union. In dieser Studie analysieren wir die Rollen, die Input-Preise und öffentliche Politik bei der Erreichung einer ökologisch nachhaltigen Stahlproduktion spielen, sowie deren Rückkoppelungseffekte auf die Stahlproduktion. Am Beispiel der fünf größten stahlproduzierenden Länder der EU deutet sich eine Art Rebound-Effekt an, das heißt, Energieeffizienzsteigerungen beeinflussen die gesamte Stahlproduktion positiv.

In den letzten Jahren wurden fast 70% der Rohstahlproduktion weltweit mit dem Hochofenverfahren hergestellt. Über 29% der Rohstahlproduktion wird in Lichtbogenöfen im Elektrostahlverfahren hergestellt. Anstelle von Eisenerz und Koks wird Schrott als maßgeblicher Rohstoff für das Elektrostahlverfahren verwendet. In der EU setzten Stahlproduzenten derzeit nur diese beiden Verfahren signifikant ein. Unsere Analyse basiert daher auf den Vergleich der beiden Verfahren. Der spezifische Energiebedarf und die Kohlenstoffdioxidemissionen der Rohstahlproduktion variieren deutlich zwischen beiden Produktionsverfahren. Das Hochofenfahren verbraucht deutlich mehr Energie als das Elektrostahlverfahren.

Unsere Resultate zeigen, gemäß ökonomischer Intuition, dass höhere Energiepreise die Energieeffizienz im Stahlsektor erhöhen. Diese Beziehung beruht darauf, dass die Produzenten auf Preissignale reagieren: Sie bemühen sich die negativen Auswirkungen höherer Preise auf ihre Gewinne zu vermeiden, indem sie die Nutzung der teureren Energie-Inputs verringern. Allerdings gibt es unterschiedliche Energie-Inputs (z.B. Strom, Kokskohle, Gas) im Stahlsektor und unterschiedliche Möglichkeiten (Änderung des Produktionsverfahrens versus Verbesserung des bestehenden Verfahrens) eine höhere Energieeffizienz zu erreichen. Die individuellen Reaktionen sind nicht offensichtlich. Wenn zum Beispiel die Strompreise steigen, erscheint es zunächst sinnvoll Elektrostahl durch Hochofenstahl zu ersetzen. Das Hochofenverfahren verbraucht pro Tonne produziertem Rohstahl mehr Energie und verschlechtert somit die Energieeffizienz. Doch wie die Beispiele Italien und Spanien zeigen, ist dies nicht unbedingt der Fall. Stahlproduzenten können einem Anstieg der Strompreise auch durch ein Absenken des Stromverbrauchs innerhalb des Elektrostahlverfahrens begegnen. Weil eine höhere Energieeffizienz mit einer höheren Stahlproduktion einhergeht, können Energiepreiserhöhungen eine Art Rebound - Effekt auslösen: Eine Erhöhung der Gesamtproduktion als Folge der induzierten Verbesserungen der Energieeffizienz. Insgesamt ist die negative Beziehung zwischen Input-Preisen und Stahlproduktion ist nicht sonderlich stark. Kurzfristig haben die Löhne der Beschäftigten im Stahlsektor den größten Einfluss auf die gesamte Stahlproduktion. Längerfristig haben das Bruttoinlandsprodukt und das Investitionsklima den größten Einfluss. Diese Erkenntnisse können dazu beitragen politische Maßnahmen zur Förderung der Stahlindustrie, wie den aktuellen EU-Aktionsplan zur Stahlindustrie, nachhaltiger zu gestalten.

Flues, Florens, Dirk Rübbelke und Stefan Vögele (2013), Energy Efficiency and Industrial Output: The Case of the Iron and Steel Industry, ZEW Discussion Paper Nr. 13-101, Mannheim.