L’industria siderurgica sta cambiando volto per fornire prodotti e servizi a basso impatto ambientale.
Il futuro del comparto guarda alla riduzione di emissione di anidride carbonica e altri gas serra.
La produzione di ferro e acciaio, da sempre alimentata dal carbone, deve guardare a preservare lo stato del nostro pianeta, pena l’inarrestabile degrado degli elementi fondamentali per la sopravvivenza umana, quali aria, acqua e suolo.
Parliamo di acciaio
La trasformazione del settore produttivo internazionale siderurgico tende alla produzione di “acciaio verde”.
Il linguaggio associato a questo cambiamento è ancora in via di sviluppo e siamo in presenza di un’ampia varietà di espressioni.
Queste espressioni sono spesso usate in modo intercambiabile, ma a volte possono contenere significati anche molto diversi.
Cosa intendiamo con l’espressione “acciaio verde”?
Acciaio verde è per alcuni semplicemente un termine di marketing, senza precisa definizione.
All’estremo opposto, alcuni ritengono che sia un termine che necessita di un più ampio significato che copra l’intero ambito della sostenibilità.
E il problema non è solo con l’acciaio verde.
L’acciaio verde può essere chiamato anche acciaio pulito o acciaio a zero emissioni di carbonio.
E dove sono le linee tracciate tra acciaio a zero emissioni, acciaio a zero carbonio e acciaio a basso tenore di carbonio?
L’industria dell’acciaio in Europa e nel mondo sta lavorando per sviluppare una nuova famiglia di prodotti con un carico di carbonio molto inferiore rispetto al passato.
Questo acciaio a basso tenore di carbonio è prodotto utilizzando tecnologie e pratiche che determinano emissioni significativamente inferiori rispetto alla produzione convenzionale.
Nel 2021 la maggior parte dell’acciaio viene prodotto utilizzando riducenti a base di combustibili fossili, tuttavia molti produttori di acciaio hanno implementato o stanno sviluppando tecnologie che riducono le emissioni dal processo di produzione dell’acciaio.
Questo è quanto emerge da un recente intervento di Andrew Purvis e Nicholas Walters di World Steel Association (WSA).
La produzione nel mondo
Ecco alcuni esempi di società produttrici di acciaio che hanno iniziato il cambiamento nel metodo produttivo.
Aço Verde do Brasil utilizza carbone al 100% per produrre prodotti in ferro e acciaio a basso tenore di carbonio.
ArcelorMittal sta costruendo un impianto su larga scala a Gand, in Belgio, per convertire i gas di scarico delle acciaierie in etanolo, che può essere utilizzato in un’ampia gamma di applicazioni, inclusa la produzione di combustibili sintetici.
Una struttura commerciale simile ha iniziato a funzionare nel 2018 a Shougang Steel in Cina, producendo 30 milioni di litri di etanolo da vendere nel primo anno di attività.
Alla Emirates Steel negli Emirati Arabi Uniti fino a 800kt di CO2 all’anno vengono catturati dal flusso di gas ricco di CO2 dall’impianto di produzione del ferro prima di essere iniettato in un giacimento di petrolio maturo per lo stoccaggio permanente
La Rocky Mountain Steel di E VRAZ ,in Colorado, sta passando dal carbone al solare. L’impianto EVRAZ sarà il più grande impianto solare in loco del paese dedicato a un singolo cliente.
La Cina, il Giappone e gli USA
HBIS (Hesteel Group Company Limited) uno dei principali produttori cinesi di acciaio, sta realizzando un progetto dimostrativo DRI per la metallurgia dell’idrogeno con una capacità di 1,2 Mt.
Il progetto utilizzerà le tecnologie dell’idrogeno verde e blu per esplorare un percorso verso l’azzeramento delle emissioni di CO2 dal processo di produzione del ferro e dell’acciaio.
Il micro laminatoio di Nucor a Sedalia, nel Missouri, è il primo impianto siderurgico statunitense a funzionare con l’energia eolica.
L’impianto è una partnership tra la società siderurgica e l’utility locale, che alimenterà l’impianto dopo un accordo di acquisto di energia tra le società.
Tata Steel sta sviluppando una nuova tecnologia di fusione innovativa attraverso il progetto HIsarna. La tecnologia HIsarna può produrre ferro senza forni a coke o impianti di agglomerazione, producendo un flusso di gas di scarico ricco di CO2 ideale per la CCS.
Thyssenkrupp Steel e Nippon Steel Corporation hanno avviato una serie di test sull’uso dell’idrogeno in un altoforno funzionante, volti a ridurre significativamente le emissioni di CO2 derivanti dalla produzione dell’acciaio.
La produzione di acciaio con bassa percentuale di carbonio è un obiettivo delle industrie siderugiche di tutto il mondo. Foto di Daniel Faziom per Unsplash.com
Tecnologia per un cambiamento
L’acciaio prodotto utilizzando tutte queste tecnologie può essere considerato acciaio a basso tenore di carbonio, anche se è probabile che ciò che oggi è considerato tale possa essere diverso entro il 2050, quando le normative, le aspettative della società e le tecnologie saranno completamente cambiate.
L’acciaio verde viene utilizzato in molte parti diverse, spesso nel contesto della commercializzazione di nuovi prodotti più rispettosi dell’ambiente.
È stato usato per riferirsi all’acciaio prodotto utilizzando una tecnologia innovativa, all’acciaio prodotto da rottami, acciaio riutilizzato e rigenerato e acciaio convenzionale con emissioni compensate attraverso il ritiro di unità di carbonio.
Per essere veramente a zero emissioni di carbonio, l’acciaio dovrebbe essere prodotto senza alcuna emissione di CO2.
Previsioni per il 2021
Questo è un livello molto alto da raggiungere ed è difficile concepire una tecnologia di produzione che possa raggiungere l’obiettivo nel 2021.
Molte industrie potrebbero investire in tal direzione, ma lo zero assoluto è probabilmente irraggiungibile senza l’uso di compensazioni per le emissioni residue di carbonio.
Questo è il parere degli autorevoli esperti di World Steel Association (WSA), Andrew Purvis e Nicholas Walters.
Le emissioni residue, inoltre, possono derivare nella catena di approvvigionamento dall’uso di elettrodi a carbone o dall’uso di gas naturale nei processi associati.
In definitiva, l’acciaio deve contenere del carbonio per differenziarsi dal ferro puro.
Sebbene il carbonio legante essenziale possa provenire da fonti non fossili, la sua presenza rende l’acciaio “a zero carbonio” un termine improprio.
Se, tuttavia, è possibile raggiungere un equilibrio tra i gas serra immessi nell’atmosfera durante la produzione di acciaio e le emissioni sottratte all’atmosfera dai pozzi, l’acciaio risultante può essere definito come zero netto o acciaio a zero emissioni .
La produzione di acciaio a zero netto può richiedere compensazioni in altri settori per raggiungere la vera neutralità, ed è importante che, se vengono fatte affermazioni di neutralità del carbonio, i produttori siano trasparenti sulle metodologie usate.
Alcune aziende siderurgiche stanno iniziando a commercializzare acciaio senza fossili. L’acciaio senza fossili è l’acciaio prodotto senza l’utilizzo di combustibili fossili come carbone o gas naturale, né energia derivata da combustibili fossili.
Tutto l’acciaio esente da fossili sarà a basso tenore di carbonio, ma non tutti gli acciai a basso tenore di carbonio possono essere descritti come privi di fossili.
Acciaio a basso tenore di carbonio
Ad esempio, l’acciaio a basso tenore di carbonio prodotto in un impianto che cattura e stocca il carbonio (CCS) può ancora utilizzare gas naturale o carbone, e impedire l’emissione di CO2 nell’atmosfera.
Il carbonio dovrà essere aggiunto al ferro ridotto con idrogeno per trasformarlo in acciaio attraverso il processo di raffinazione.
La conversazione sul cambiamento climatico è spesso condotta in termini di necessità di decarbonizzare la società.
Molte tecnologie innovative promettenti continueranno a utilizzare il carbonio come agente chimico riducente, ma prevengono il rilascio nell’atmosfera di gas serra dannosi.
Quindi, mentre le emissioni della nostra industria alla fine saranno decarbonizzate, il processo di produzione potrebbe non esserlo.
Rimaniamo comunque speranzosi nella tecnologia applicata alla produzione di acciaio a basso tenore di carbonio.
Il futuro dipende dalla ricerca, che non deve fermarsi.
Giangluca Zuccher
g.zuccher@comec.vr.it
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Foto di copertina: Ant Rodetzky per Unsplash.com
Riferimento: articolo del 12 aprile 2021 su www.worldsteel.org
“What we mean when we talk about low-carbon steel”