f97.beDE WERKPLAATS VAN ERIK SCHMIDT
← Alle begrippen

Woordenlijst · Energiesector & energietransitie

Direct Reduced Iron, DRI

Direct Reduced Iron DRI staal waterstof Industrie Decarbonisatie IJzererts

Begrip en afbakening

Direct Reduced Iron, kortweg DRI, is direct gereduceerd ijzer. Het ontstaat uit ijzererts, zonder dat het erts zoals in de hoogoven wordt gesmolten. Bij directe reductie wordt in vaste toestand zuurstof aan het ijzeroxide onttrokken. Wat overblijft is metallisch ijzer met veel poriën op de plaatsen waar eerder de zuurstof zat. Daarom heet DRI ook ijzerspons. Meestal wordt het tussenproduct vervolgens in een elektrische boogoven tot ruwstaal omgesmolten. Het kan echter ook in elektrische smelters worden gebruikt, of in kleinere hoeveelheden in de hoogoven en de converter.

DRI is geen afgewerkt staal, geen schroot en geen ruwijzer. Schroot is reeds bestaand staal dat opnieuw wordt omgesmolten. Ruwijzer is vloeibaar, met koolstof verzadigd ijzer uit de hoogoven met ongeveer 4 tot 4,5 procent koolstof. DRI daarentegen is vast ijzer dat uit erts is gewonnen. Het moet nog worden omgesmolten, van slak worden gescheiden, worden gelegeerd en metallurgisch worden ingesteld. Deze afbakening is belangrijk, omdat in het debat over klimaatvriendelijk staal vaak verschillende productiestappen door elkaar worden gehaald.

Chemie en proces

IJzererts bestaat overwegend uit ijzeroxiden. In de hoogoven onttrekt cokes de zuurstof aan het erts, vrijwel uitsluitend via koolmonoxide. Daarbij ontstaat veel kooldioxide. In gasgestookte schachtovens nemen waterstof en koolmonoxide deze taak over. Ze reageren met de zuurstof tot respectievelijk waterdamp en kooldioxide. Het gas wordt tot nu toe meestal uit aardgas geproduceerd. In een typische Midrex-installatie bestaat het voor ongeveer 55 procent uit waterstof en voor 36 procent uit koolmonoxide. De reductie met waterstof verbruikt warmte, die met koolmonoxide stelt warmte vrij. Een gasmengsel houdt de oventemperatuur daardoor gemakkelijker stabiel.

De directe reductie verloopt onder het smeltpunt van ijzer. Midrex noemt voor de reductieoven circa 900 graden Celsius en voor de hoogoven ongeveer 1.300 graden. Afhankelijk van het proces liggen de reductietemperaturen volgens vakliteratuur grofweg tussen 800 en ruim 1.000 graden Celsius. Dit bereik is echter een oriëntatie en geen vaste grenswaarde.

Belangrijk: niet elke DRI is gasgebaseerd. Een groot en groeiend deel van de wereldproductie komt uit met kolen gestookte draaitrommelovens, vooral in India. Daar is kolen het reductiemiddel. De emissies van dergelijke installaties liggen volgens Midrex duidelijk hoger dan bij gasgebaseerde schachtovens. Van 2019 tot 2024 is de Indiase kolengebaseerde draaitrommelproductie met bijna 20 miljoen ton gegroeid. Wie DRI zonder meer als emissiearm bestempelt, ziet dit verschil over het hoofd.

Ter illustratie van de omvang: wereldwijd werd in 2024 circa 140,8 miljoen ton DRI geproduceerd, een record. India en Iran zijn de grootste producenten. De groei in 2024 kwam vooral uit Indiase draaitrommelovens, terwijl de gasgebaseerde schachtovenproductie licht daalde.

Productvormen en kengetallen

Een centraal kengetal is de metallisatiegraad. Die geeft aan welk aandeel van het totale ijzer daadwerkelijk als metallisch ijzer aanwezig is en niet meer als oxide. Bij Midrex-producten ligt die doorgaans op ongeveer 92 tot 96 of 97 procent. De rest is nog niet volledig gereduceerd ijzeroxide. Het tweede kengetal is het koolstofgehalte. Dat ligt afhankelijk van proces, gas en bedrijfsvoering op ongeveer 1 tot 4,5 procent. Veel exploitanten van elektrische boogovens geven de voorkeur aan 1,5 tot 3 procent, omdat het verbranden van de koolstof met ingeblazen zuurstof warmte levert en elektriciteit bespaart.

DRI wordt in drie vormen verhandeld of ingezet:

  • Heet DRI (Hot DRI, HDRI) wordt met enkele honderden graden rechtstreeks naar de smeltoven getransporteerd. Dat bespaart energie voor het opwarmen.

  • Koud DRI (Cold DRI, CDRI) wordt afgekoeld. Het is poreus, reageert gemakkelijk met lucht en vocht en moet daarom bij opslag en transport worden beschermd.

  • Hot Briquetted Iron (HBI) ontstaat wanneer heet DRI met minstens ongeveer 650 graden Celsius zonder bindmiddel tot kussenvormige briketten wordt geperst. De dichtheid bedraagt minstens 5 gram per kubieke centimeter. HBI is dichter en minder reactief. Daarom is het het meest geschikt voor opslag, zeetransport en handel.

Ook de grondstoffenkant hoort erbij: DRI bevat de niet-metallische bestanddelen van het erts (ganggesteente), omdat het niet wordt gesmolten. Gasgebaseerde schachtovens hebben daarom doorgaans hoogwaardige pellets nodig met een hoog ijzergehalte en weinig ganggesteente. Niet elk erts dat geschikt is voor de hoogoven, is zonder meer geschikt voor directe reductie met aansluitende elektrische boogoven. Als wereldwijd veel sites omschakelen, stijgt de vraag naar dergelijke ertsen. Dat kan kosten, handelsstromen en afhankelijkheden verschuiven.

Klimaatimpact: aardgas, waterstof en de hele keten

De reductie van het erts is de meest emissie-intensieve stap in de primaire staalproductie. Volgens Midrex veroorzaakt de route via de hoogoven en de zuurstofconverter ongeveer twee ton CO2 per ton staal. Directe reductie op aardgas plus elektrische boogoven komt op ongeveer de helft. Deze waarden komen van een installatiebouwer en hangen sterk af van aannames. Ze laten desondanks zien: aardgasgebaseerde DRI verlaagt de emissies, maar maakt het staal niet klimaatneutraal.

De directe emissies dalen pas duidelijk verder wanneer overwegend waterstof als reductiemiddel dient. Deze waterstof moet emissiearm zijn geproduceerd, bijvoorbeeld als groene waterstof. Ook de elektriciteit voor de elektrische boogoven en de hulpinstallaties moet emissiearm zijn. Midrex raamt de waterstofbehoefte in de schachtoven op ongeveer 550 normaalkubieke meter per ton DRI. Daar komt tot 250 normaalkubieke meter waterstof of andere energie bij voor het voorverwarmen van het gas. Zelfs dan wordt vaak nog wat aardgas toegevoegd, ongeveer 50 normaalkubieke meter per ton, om de temperatuur te houden en een koolstofgehalte van circa 1,4 procent in te stellen. Directe reductie op basis van waterstof is in de praktijk dus niet automatisch koolstofvrij.

Daarom beschrijft de term „waterstofgeschikte DRI-installatie” – vergelijkbaar met H2-ready – slechts een technische mogelijkheid, geen daadwerkelijke emissiebalans. Een installatie kan voor waterstof zijn ontworpen en toch jarenlang op aardgas of een gasmengsel draaien. Voor de klimaatimpact telt welk gas in de praktijk daadwerkelijk wordt ingezet en hoe de waterstof is geproduceerd. Ook de emissies van de voorketens tellen mee, evenals hoeveel fossiel koolstof in het proces achterblijft. Daarbij komen ertsmijnbouw, pelletisering, transport, elektroden, legeringsmiddelen en verdere verwerking. DRI is daarom niet gelijk aan groen staal. Deze term is niet eenduidig gedefinieerd en kan betrekking hebben op productemissies, certificaten of subsidiecriteria.

Verband met het elektriciteitssysteem

Met het elektriciteitssysteem is DRI vooral verbonden via de waterstofproductie en de elektrische boogoven. Een grove overslagberekening: 550 normaalkubieke meter waterstof weegt ongeveer 49 kilogram. Bij een aangenomen behoefte van 50 tot 55 kilowattuur elektriciteit per kilogram waterstof uit elektrolyse komt men voor het reductiegas alleen al op circa 2,5 tot 2,7 megawattuur per ton DRI. Daar komen de energiebehoefte voor het voorverwarmen van het gas, de elektriciteit voor de smeltoven en de hulpinstallaties bij. Een grote fabriek wordt zo een industriële grootverbruiker.

Voor netplanning en inkoop telt niet alleen de jaarlijkse energiehoeveelheid. Even belangrijk zijn het aangesloten vermogen, de bedrijfsuren en het belastingprofiel. Een fabriek die vrijwel continu op hoog vermogen draait, stelt andere eisen aan netaansluiting, onderstations en stroominkoop dan een afnemer met dezelfde jaarhoeveelheid maar een sterk schommelende bedrijfsvoering.

Flexibiliteit is slechts beperkt mogelijk. Elektrolysers kunnen in beginsel flexibeler worden bedreven dan veel industriële processen. De schachtoven is daarentegen een continu hogetemperatuurproces met strenge eisen aan gaskwaliteit, temperatuur en materiaalstroom. Ook de elektrische boogoven laat zich vanwege leveringsverplichtingen, ploegendienst en metallurgische kwaliteit niet naar believen op elektriciteitsprijzen sturen. Speelruimte ontstaat eerder door waterstofopslag, door buffers van tussenproducten zoals HBI, door een aangepaste bedrijfsvoering van de elektrolyse en door contracten voor stroominkoop.

Rol van schroot

Schroot-recycling in de elektrische boogoven bespaart veel energie en emissies. Het wordt echter beperkt door de beschikbare hoeveelheid en de kwaliteit van het schroot. Ongewenste begeleidende elementen zoals koper zijn nauwelijks te verwijderen en moeten worden verdund. DRI is in dit opzicht grotendeels vrij van dergelijke elementen. Het bevat echter ganggesteente en restoxiden en is daarom geen „zuiver” ijzer. DRI kan schroot aanvullen en hoogwaardige staalsoorten mogelijk maken. Omdat de wereldwijde staalvoorraden groeien en gebouwen en infrastructuur lang worden gebruikt, volstaat recycling alleen voorlopig niet.

Regelgeving en subsidiëring (stand november 2026, EU en Duitsland)

In de EU vallen installaties voor ijzer- en staalproductie onder de emissiehandel. CO2-kosten wijzigen daarom de investeringsberekening tussen hoogoven en directe reductie. Bovendien omvat het CO2-grenscorrectiemechanisme (CBAM) DRI onder tariefpost 7203 als gedekt goed. Sinds 2026 loopt de definitieve fase, waarin voor invoer CO2-kosten ontstaan. De details, zoals standaardwaarden en benchmarks, zijn complex en moeten per geval aan de hand van de actuele rechtshandelingen worden getoetst.

In Duitsland moeten klimaatbeschermingscontracten (Klimaschutzverträge) naar het principe van CO2-verschilcontracten de meerkosten van klimaatvriendelijke processen gedurende vele jaren compenseren. De contracten worden via veilingen toegewezen. Volgens de oorspronkelijke opzet konden projecten in emissie-intensieve sectoren zoals staal deelnemen. Voorwaarde was dat een vergelijkbare conventionele referentie-installatie meer dan 10 kiloton CO2-equivalent per jaar zou uitstoten. Bovendien moesten de projecten in de loop van de subsidiëring aanzienlijk meer broeikasgassen besparen dan deze referentie-installatie – in de presentatie van 2023 is sprake van minstens 90 procent. De voorwaarden van latere biedrondes kunnen daarvan afwijken.

Daarnaast raken vergunningen, netaansluitingen, waterstofleidingen, importterminals en de uitbouw van hernieuwbare elektriciteitsopwekking telkens andere bevoegdheden. Een DRI-installatie kan daarom industrieel volledig uitgewerkt zijn, terwijl waterstofinfrastructuur, netversterking of de juridische erkenning van klimaatvriendelijke producten nog achterlopen.

Conclusie

DRI is niet het afgewerkte klimaatneutrale staal. Bedoeld is de processtap waarin ijzererts zonder hoogoven tot vast metallisch ijzer wordt gereduceerd. Hoe klimaatvriendelijk dat is, hangt af van het reductiemiddel: kolen, aardgas of emissiearme waterstof. Even belangrijk zijn de elektriciteitsmix, de ertskwaliteit en de hele toeleveringsketen. Wie DRI juist plaatst, ziet welke emissies daadwerkelijk kunnen worden vermeden en aan welke voorwaarden buiten de staalfabriek moet worden voldaan.

Bronnen

Gerelateerde begrippen

Edited by eCMS on 11.11.2026 19:11

© 2026 Erik Schmidt. All rights reserved. Quotations with a link to the source are welcome.