Desarrollo actual de las vías tecnológicas de descarbonización en la industria siderúrgica de la India

Se estima que la capacidad de producción de acero de la India podría aumentar a 300 millones de toneladas para 2030 (según lo propuesto en la Política Nacional del Acero de la India de 2017) y potencialmente alcanzar 500 millones de toneladas para 2050. La industria siderúrgica de la India representa actualmente el 5% de las emisiones totales de gases de efecto invernadero (GEI) del país y el 34% de las emisiones combinadas de los sectores manufacturero y de la construcción. A medida que aumente la producción de acero, también lo harán las emisiones de GEI del sector. En un escenario de «continuidad como siempre», se proyecta que las emisiones casi se tripliquen, pasando de 295 millones de toneladas de CO2 en 2020 a 837 millones de toneladas de CO2 en 2050. Por lo tanto, es crucial explorar vías para descarbonizar la industria siderúrgica india para garantizar que cumpla con sus objetivos de emisiones de carbono a tiempo.
Hasta ahora, las soluciones de tecnología limpia en la industria siderúrgica india aún no han alcanzado la comercialización y, como máximo, se encuentran en etapas de investigación y/o piloto.
1. Mejora de la eficiencia energética
Mejorar la eficiencia energética debería ser el enfoque principal para las empresas siderúrgicas indias. En comparación con los puntos de referencia internacionales, el consumo de energía en el proceso de producción de acero en la India es significativamente mayor. Esto se debe en gran medida a la prevalencia de altos hornos obsoletos e ineficientes, así como a una fuerte dependencia de los procesos de reducción directa basados en carbón.
2. Mejora de la eficiencia en la utilización de recursos
Mejorar la eficiencia en la utilización de recursos es otra palanca importante para ayudar a reducir las emisiones de CO2 en el proceso de producción de acero. A medida que crece la demanda de acero en la India, fomentar el reciclaje de materiales es crucial para mitigar los impactos ambientales adversos.
Las medidas para mejorar la eficiencia en la utilización de recursos incluyen aumentar el uso de chatarra de acero en el proceso de fabricación de acero, prolongar la vida útil del producto mediante el uso de materiales de mayor calidad y reducir el consumo de acero mediante el uso de productos de acero de mayor calidad. Estas medidas reducen la demanda de producción de acero crudo y tienen un impacto positivo en el uso de energía y las emisiones de carbono.
3. Transformación de tecnologías
A corto plazo, las medidas para mejorar la eficiencia energética y la eficiencia en la utilización de recursos son cruciales para ayudar a reducir las emisiones de carbono y el consumo de energía en el proceso de producción de acero.
Desde una perspectiva a medio y largo plazo, la industria siderúrgica necesitará adoptar nuevas tecnologías bajas en carbono. Esto requerirá un cambio de la producción actual de acero basada en carbón a tecnologías basadas en gas, reduciendo significativamente los impactos ambientales. Desde un punto de vista económico, el uso de gas natural o gas de síntesis se convertirá en una opción de transformación viable.
En la India, si el costo de importación del gas natural es de alrededor de 6-8 dólares por MMBtu (millón de unidades térmicas británicas), entonces la reducción directa basada en gas podría competir con las rutas de reducción basadas en carbón. Algunas plantas de hierro de reducción directa (DRI) en la India que utilizan gas natural como agente reductor ya dependen de gas natural importado. Por ejemplo, Jindal South West (JSW) Steel utiliza un 100% de gas natural importado para su producción de DRI. Otros gases, como el gas de horno de coque (COG) y el gas COREX, también se utilizan en algunas plantas siderúrgicas en toda la India.
4. Tecnologías de descarbonización profunda
Para lograr la descarbonización en el proceso de producción de acero, no basta con mejorar simplemente la eficiencia energética y de recursos; el enfoque debe estar en el desarrollo a escala comercial de tecnologías innovadoras, como la tecnología de captura de carbono.
La eliminación de CO2 del gas de la acería puede integrarse con la captura de CO2 para proporcionar una fuente de gas de alta calidad y alto contenido de CO2 para la captura de carbono, logrando así una captura de CO2 de bajo costo y bajo consumo energético. PKU Pioneer adopta un proceso combinado de adsorción por cambio de presión (PSA) y caja fría, manteniendo el consumo total de energía para capturar una tonelada de CO2 por debajo de 2 GJ. Cuando se combina con la separación de CO tecnología para gas de acería, el costo total se reduce aún más.
PKU Pioneer utiliza su adsorbente cargado con Cu desarrollado internamente para purificar eficientemente CO a partir de gases de alimentación ricos en H, N y CH, logrando una pureza de hasta el 99,9%. La tecnología de separación de CO por PSA aborda el desafío industrial de separar CO de N? y CH? y se ha aplicado ampliamente en la separación y purificación de CO en diversos gases de alimentación. Entre más de 50 casos de ingeniería exitosos, el proyecto piloto de la unidad PSA-CO de PKU Pioneer para China Steel Corporation (CSC) se encuentra actualmente en operación. Habiendo cumplido con los estrictos requisitos de los países desarrollados, PKU Pioneer exportó la primera planta de purificación PSA-CO a los Estados Unidos en 2024. La tecnología de purificación de CO por PSA juega un papel vital en el desarrollo continuo de las vías de descarbonización en la producción de acero. Por ejemplo, en los procesos de hierro de reducción directa (DRI) basados en gas, el CO de alta pureza separado puede utilizarse como agente reductor o materia prima química, reduciendo significativamente la dependencia del carbón tradicional y disminuyendo las emisiones de carbono. Además, puede integrarse con el uso de hidrógeno para proporcionar más posibilidades para la descarbonización profunda en la industria siderúrgica.