Qué queremos decir cuando hablamos de acero bajo en carbono

La historia de nuestra industria refleja en muchos aspectos las sociedades en las que operamos, y desde la revolución industrial, la producción de hierro y acero ha sido impulsada por el carbón.

Esto está cambiando ahora, y la industria del acero, como el resto de la sociedad, se está transformando para proporcionar productos y servicios en un futuro en el que la emisión de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero esté severamente limitada.

El lenguaje asociado con este cambio aún se está desarrollando y, en consecuencia, una amplia variedad de expresiones están siendo utilizadas por diferentes partes interesadas.

Estas expresiones se usan a menudo indistintamente, pero a veces pueden significar cosas enormemente diferentes. ¿Qué debemos pensar del uso cada vez más variado de la expresión "acero verde"? Para algunos, es simplemente un término de marketing sin definición ni límite.

En el otro extremo, algunos creen que es un término que necesita certificación que cubra todo el ámbito de la sostenibilidad.

Y el problema no es solo con el acero verde. ¿Es mi acero verde tu acero limpio o acero cero carbono? ¿Y dónde se trazan las líneas entre acero neto cero, acero cero carbono y acero bajo en carbono?

Estamos estableciendo algunas definiciones que proporcionarán claridad sobre lo que queremos decir cuando hablamos de estos temas.

Nuestra industria está trabajando para desarrollar y lanzar una nueva familia de productos de acero, producidos con una carga de carbono mucho menor que en el pasado.

Acero bajo en carbono

Este acero bajo en carbono se fabrica utilizando tecnologías y prácticas que resultan en emisiones significativamente más bajas que la producción convencional.

En 2021, la mayoría del acero se produce usando reductores basados en combustibles fósiles; sin embargo, muchos productores de acero han implementado, o están desarrollando, tecnologías que reducen significativamente las emisiones del proceso principal de fabricación de acero. Ejemplos incluyen:

• A o Verde do Brasil utiliza 100% carbón vegetal para producir productos de hierro y acero bajos en carbono.

• ArcelorMittal está construyendo una instalación a gran escala en Gante, Bélgica, para convertir gases residuales de la planta de acero en etanol, que puede usarse en una amplia gama de aplicaciones, incluida la producción de combustibles sintéticos. Una instalación comercial similar comenzó a operar en 2018 en Shougang Steel en China, produciendo 30 millones de litros de etanol para la venta en el primer año de operación.

• En Emirates Steel en los Emiratos Árabes Unidos, se capturan hasta 800 kt de CO2 por año de la corriente de gas rica en CO2 de la planta de producción de hierro, antes de inyectarlo en un campo petrolero maduro para su almacenamiento permanente.

• EVRAZ's Rocky Mountain Steel en Colorado está haciendo la transición del carbón a la energía solar. La planta de EVRAZ será la planta solar in situ más grande del país dedicada a un solo cliente.

• HBIS, un importante productor de acero chino, está construyendo un proyecto de demostración de DRI con metalurgia de hidrógeno de 1,2 Mt de capacidad. El proyecto utilizará tecnologías de hidrógeno verde y azul para explorar un camino hacia cero emisiones de CO2 en el proceso de fabricación de hierro y acero.

• La microplanta de Nucor en Sedalia, Misuri, es la primera planta de acero de EE. UU. que funciona con energía eólica. La planta es una asociación entre la empresa siderúrgica y la empresa de servicios públicos local, que suministrará energía a la planta después de un acuerdo de compra de energía entre las empresas.

• Tata Steel está desarrollando una tecnología de fundición innovadora a través de su proyecto HIsarna. La tecnología HIsarna puede producir hierro sin hornos de coque ni instalaciones de aglomeración, generando una corriente de gas residual rica en CO2 ideal para CCS.

• thyssenkrupp Steel y Nippon Steel Corporation han lanzado una serie de pruebas sobre el uso de hidrógeno en un alto horno en funcionamiento, con el objetivo de reducir significativamente las emisiones de CO2 durante la fabricación de acero.

El acero producido con todas estas tecnologías puede considerarse acero bajo en carbono, aunque es probable que lo que ahora se considera acero bajo en carbono pueda ser diferente para 2050, cuando la regulación, las expectativas sociales y las tecnologías hayan cambiado por completo.

Muchas otras expresiones se utilizan dentro de nuestra industria y por parte de las partes interesadas para referirse al acero producido con estas tecnologías de producción de próxima generación.

Preferimos y utilizamos "acero bajo en carbono" porque, como con 'electricidad baja en carbono', sentimos que es intuitivamente más fácil de entender y su significado es claro.

Acero verde

"Acero verde" está siendo utilizado e interpretado por muchas partes diferentes para significar cosas distintas, a menudo en el contexto de comercializar nuevos productos más ecológicos. Se ha utilizado para referirse al acero fabricado con tecnología innovadora, acero producido a partir de chatarra, acero reutilizado y refabricado, y acero convencional con emisiones compensadas mediante la retirada de unidades de carbono o derechos de emisión. Dada esta inherente falta de claridad y diversidad de significados, "acero verde" no es una expresión que worldsteel utilice.

Acero cero carbono

Para ser verdaderamente cero carbono, el acero necesitaría producirse sin ninguna emisión de CO2 en absoluto. Este es un listón muy alto que alcanzar, y es difícil concebir una tecnología de producción que pueda lograrlo en 2021.

Muchos pueden estar avanzando hacia esto, pero cero es absoluto y probablemente inalcanzable sin el uso de compensaciones para las emisiones residuales de carbono. Estas emisiones residuales pueden surgir en la cadena de suministro, del uso de electrodos con contenido de carbono o del uso de gas natural en procesos asociados.

En última instancia, el acero necesita contener algo de carbono, ya que esto es lo que lo diferencia del hierro puro. Si bien este carbono de aleación esencial puede obtenerse de fuentes no fósiles, su presencia hace que "acero cero carbono" sea un término un tanto inapropiado.

Acero neto cero / Acero carbono neutro

Sin embargo, si se puede lograr un equilibrio entre los gases de efecto invernadero emitidos a la atmósfera al producir acero y las emisiones eliminadas de la atmósfera por los sumideros, el acero resultante puede denominarse acero neto cero o carbono neutro.

La producción de acero neto cero puede requerir compensaciones en otros sectores para lograr una verdadera neutralidad, y es importante que, si se hacen afirmaciones de neutralidad de carbono, los productores sean transparentes sobre los límites, sus metodologías contables y la calidad y credibilidad de cualquier compensación utilizada.

Acero libre de combustibles fósiles

Algunas empresas siderúrgicas están comenzando a comercializar acero libre de combustibles fósiles. El acero libre de combustibles fósiles es acero fabricado sin utilizar ningún combustible fósil como carbón o gas natural, ni ninguna energía derivada de combustibles fósiles.

Todo el acero libre de combustibles fósiles será bajo en carbono, pero no todo el acero bajo en carbono puede describirse como libre de combustibles fósiles. Por ejemplo, el acero bajo en carbono producido en una instalación que emplea captura y almacenamiento de carbono (CCS) puede seguir utilizando gas natural o carbón, pero evita la emisión de CO2 a la atmósfera. Si la biomasa juega un papel, será importante asegurarse de que se obtenga de manera responsable[1].

Acero Limpio

Acero limpio es una expresión técnica utilizada en el sector siderúrgico para referirse a aceros con bajos niveles de impurezas, óxidos, inclusiones, o con un contenido bajo o ultrabajo de carbono disuelto en el metal. La frase es de uso común.

Libre de Carbono

Libre de carbono es también una expresión difícil de relacionar con el acero, después de todo, el acero sin carbono es hierro, y el contenido de carbono del acero se controla precisamente para lograr las propiedades demandadas en un lote específico. Será necesario añadir carbono al hierro reducido con hidrógeno para convertirlo en acero mediante el proceso de refinación.

La conversación sobre el cambio climático a menudo se desarrolla en términos de la necesidad de descarbonizar la sociedad. Generalmente no usamos esta expresión para referirnos a la producción de acero, ya que son las emisiones de la producción de acero las que necesitan estar libres de GEI/CO2, no el proceso en sí.

Muchas tecnologías innovadoras prometedoras seguirán utilizando carbono como agente reductor químico, pero evitarán que los GEI dañinos se liberen a la atmósfera. Por lo tanto, aunque las emisiones de nuestra industria acabarán descarbonizándose, el proceso de fabricación de hierro en sí mismo puede no estarlo.

Tecnología Innovadora

La tecnología innovadora produce acero con bajas emisiones de carbono de una manera radicalmente diferente a la tecnología convencional de alto horno, DRI o EAF. Ejemplos de tecnología innovadora en desarrollo incluyen la reducción con hidrógeno, la aplicación de CCS, la electrólisis del mineral de hierro, un conjunto de tecnologías de captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS) y nuevos procesos de reducción en fundición.

Hidrógeno

El hidrógeno es un vector clave que permitirá reducir significativamente las emisiones de GEI del sector del hierro y el acero, y muchas empresas siderúrgicas están explorando esta opción tecnológica. Al hidrógeno a menudo se le atribuye un color, dependiendo de sus credenciales de bajas emisiones de carbono.

Cuando hablamos de hidrógeno con bajas emisiones de carbono, nos referimos a:

• El hidrógeno verde se produce mediante la electrólisis del agua, alimentada por electricidad renovable.

• El hidrógeno azul se produce a partir de gas natural mediante el proceso de reformado de metano con vapor combinado con CCS.

• El hidrógeno también puede producirse mediante electrólisis utilizando otras fuentes de electricidad con bajas emisiones de carbono, como la nuclear o la CCS. También consideramos esto como de bajas emisiones de carbono.

El hidrógeno fósil se produce a partir de combustibles fósiles sin control de emisiones, principalmente:

• El hidrógeno gris se produce a partir de gas natural mediante el proceso de reformado de metano con vapor, sin CCS, por lo que el CO2 se emite a la atmósfera.

• El hidrógeno marrón o negro se fabrica mediante gasificación de carbón y conduce a emisiones de GEI significativamente más altas que otros tipos.

Los clientes de PKU Pioneer incluyen muchos fabricantes que utilizan nuevos procesos emergentes para producir acero limpio y acero con bajas emisiones de carbono, como Fangda Special Steel Technology Co., Ltd., Lianyuan Steel, etc. Las plantas de oxígeno VPSA que proporcionamos ayudan a estos productores de hierro y acero a ahorrar energía y reducir emisiones, y también ayudan a optimizar sus líneas de producción de hierro y acero en general.

[1] Existen varios sistemas para certificar la biomasa responsable, por ejemplo, el Forest Stewardship Council

(Reproducido de WorldSteel)