Mendorong Aplikasi Produksi Oksigen VPSA: Ekspansi Pasokan dan Pemanfaatan Baja Bekas di India

1. Latar Belakang
Karena ketergantungan India yang besar pada bahan bakar fosil seperti batu bara dan minyak, industri baja India terutama menggunakan batu bara kokas untuk pembuatan besi tanur tiup dan batu bara non-kokas untuk reduksi langsung dan pembangkit listrik. Minyak digunakan baik sebagai bahan bakar (untuk pemanasan ulang) maupun untuk transportasi internal. Emisi CO2 dari industri baja India menyumbang sekitar 12% dari total emisi industri negara tersebut, mencapai sekitar 7%-9% dari total global. Meskipun proses BF-BOF (Tanur Tiup-Konverter Oksigen Basa) menyumbang kurang dari 50% dari total produksi baja India, intensitas emisi CO2 India lebih dari 30% lebih tinggi dari rata-rata global.
Netralitas karbon adalah salah satu isu paling mendesak yang dihadapi dunia saat ini. Pemerintah India juga telah menempatkan netralitas karbon dalam agenda, mengusulkan untuk mencapai emisi nol bersih pada tahun 2070. Untuk mencapai tujuan ini, industri baja India mengambil langkah-langkah untuk mengurangi intensitas emisi. Opsi jangka pendek termasuk mengurangi konsumsi energi dalam proses yang saat ini digunakan dan meningkatkan penggunaan baja bekas. Carbon Capture, Utilization, and Storage (CCUS) juga merupakan sebuah opsi, tetapi melibatkan belanja modal. Kementerian Baja India menargetkan produsen baja utama untuk meningkatkan rasio baja bekas menjadi 50% pada tahun 2050.
2. Situasi Produksi Produsen Baja Utama India
2.1 Proses Pembuatan Baja Kapasitas saat ini dan proses pembuatan baja dari produsen baja utama India tercantum dalam Tabel 1 di bawah ini. Pada tahun fiskal 2023, output baja mentah dari produsen utama menyumbang 60,7% dari total, dengan sekitar 70% diproduksi melalui konverter oksigen basa (BOF) dan sisanya 30% melalui produksi tungku busur listrik (EAF).
Tabel 1- Kapasitas Saat Ini dan Proses Pembuatan Baja dari Produsen Baja Utama India
2.2 Penggunaan Bijih Besi dan Baja Bekas
Di India, pemanfaatan baja bekas oleh produsen baja utama tetap di bawah 10%, menurun dari 8,44% pada tahun fiskal 2022 menjadi 7,27% pada tahun fiskal 2023. Secara keseluruhan, meskipun ada peningkatan impor, pangsa baja bekas dalam total input baja menurun dari 22,76% pada tahun fiskal 2022 menjadi 21,16% pada tahun fiskal 2023, terutama karena kenaikan harga baja bekas. Konsumsi baja bekas domestik pada tahun fiskal 2023 adalah 21,649 juta ton, turun dari 27,837 juta ton pada tahun fiskal 2022.
Pengurangan penggunaan baja bekas disebabkan oleh penurunan produksi dalam negeri, kenaikan harga, dan terbatasnya ketersediaan baja bekas impor. Kementerian Baja India mencatat bahwa tingkat penggunaan baja bekas saat ini tidak memenuhi harapan pemerintah untuk mengurangi emisi karbon. Sekitar 60 negara telah melarang atau sedang dalam proses melarang ekspor baja bekas. Sementara produksi baja bekas domestik di India dapat meningkat, kemungkinan besar tidak akan secara signifikan mengurangi emisi. Karena ketersediaan baja bekas yang tidak mencukupi, pabrik baja Tungku Busur Listrik (EAF) terpaksa menggunakan besi cair, yang menyumbang lebih dari 40% total input baja, melebihi 42,2% pada tahun fiskal 2022 dan 43,2% pada tahun fiskal 2023. Peningkatan penggunaan Besi Reduksi Langsung (DRI) (berbasis batu bara) tidak berkontribusi secara signifikan terhadap pengurangan emisi. Rendahnya proporsi baja bekas adalah salah satu alasan tingginya intensitas emisi India. Setiap ton baja bekas dapat mengurangi emisi CO2 sebesar 1,5 ton dan menghemat 1,4 ton bijih besi, 740 kilogram batu bara, dan 120 kilogram batu kapur.
3. Perkiraan Produksi dan Proses Baja untuk Tahun 2030 dan 2050
3.1 Produksi Baja
Menurut Kebijakan Baja Nasional India yang dirilis pada tahun 2017, produksi baja mentah pada tahun fiskal 2031 diperkirakan mencapai 255 juta ton. Hal ini memerlukan tingkat pertumbuhan tahunan majemuk (CAGR) sebesar 9,2% untuk produksi baja mentah dari tahun fiskal 2023 hingga tahun fiskal 2031.
Menurut perkiraan Crisil, India diperkirakan akan menghabiskan hampir 143 miliar rupee untuk pembangunan infrastruktur selama tahun fiskal 2024-2030, lebih dari dua kali lipat dari 670 miliar rupee yang dibelanjakan dalam 7 tahun fiskal sebelumnya mulai dari 2017. Selama 15 tahun fiskal dari 2016-2031, CAGR rata-rata diproyeksikan sebesar 7%; untuk 15 tahun fiskal dari 2008-2023, CAGR aktual adalah 5,8%; dan untuk 5 tahun fiskal dari 2018-2023 (tidak termasuk tahun fiskal 2021 yang terdampak), CAGR adalah 7,2%. Oleh karena itu, mengingat fokus pemerintah India pada pembangunan infrastruktur, perkiraan CAGR sebesar 8% diantisipasi untuk tahun fiskal 2031. Berdasarkan CAGR 8%, produksi baja mentah pada tahun fiskal 2031 diproyeksikan mencapai 233,7 juta ton. Mempertimbangkan berbagai perkiraan, produksi baja mentah India diperkirakan sekitar 500 juta ton pada tahun 2050.
3.2 Proses Baja
Menurut Kebijakan Baja Nasional, pada tahun fiskal 2031, 60%-65% produksi baja mentah di India akan melalui jalur BF-BOF, dan 35%-40% akan melalui proses DRI-EAF. Mengingat situasi saat ini bahwa India saat ini memiliki 71 tanur tiup dengan 5 dalam konstruksi, dan tambahan 22 tanur tiup baru telah diumumkan. Oleh karena itu, bahkan pada tahun 2050, India diperkirakan akan memiliki kapasitas produksi BF-BOF yang signifikan, menunjukkan bahwa tanur tiup akan terus memainkan peran penting.
4. Perkiraan Ketersediaan Baja Bekas di India untuk Tahun 2030 dan 2050
Perkiraan timbulan baja bekas di India sekitar 280 juta ton pada tahun fiskal 2022 dan sekitar 220 juta ton pada tahun fiskal 2023. Sebagai negara berkembang, lebih dari 60% produksi baja India didedikasikan untuk sektor infrastruktur dan konstruksi dengan masa pakai sekitar 50 tahun, sehingga jumlah baja bekas yang dihasilkan tidak akan besar.
Kendaraan akhir masa pakai adalah salah satu sumber baja bekas. Pemerintah India menerapkan kebijakan penghapusan kendaraan pada tahun 2022, mewajibkan kendaraan penumpang berusia di atas 20 tahun dan kendaraan komersial berusia di atas 15 tahun untuk dihapuskan. Diperkirakan baja bekas dari kendaraan yang dihapuskan akan berjumlah 4,6 juta ton pada tahun fiskal 2023, 5,3 juta ton pada tahun fiskal 2025, dan 7,3 juta ton pada tahun 2030. Pada tahun 2050, angka ini dapat meningkat menjadi sekitar 15 juta ton.
Sumber baja bekas lainnya termasuk kapal yang dinonaktifkan, lokasi konstruksi, pabrik, bengkel, dan baja bekas yang dihasilkan secara internal dari pabrik baja. Pada tahun 2030, pemecahan kapal dapat menghasilkan 7-7,5 juta ton baja bekas dan baja bekas yang dihasilkan secara internal di pabrik baja menyumbang sekitar 8% dari produksi baja mentah. Pada tahun 2030 dan 2050, perkiraan menunjukkan sumber ini masing-masing dapat menghasilkan sekitar 200 juta ton dan 400 juta ton baja bekas.
Secara global, diperkirakan produksi baja mentah akan mencapai 1,95 miliar ton pada tahun 2030, dengan konsumsi baja bekas sebesar 828 juta ton, dan tingkat pemanfaatan baja bekas sebesar 35%-36%. Rasio BF terhadap EAF diharapkan menjadi 60:40, dibandingkan dengan rasio saat ini yaitu 70:30.
5. Perkiraan Struktur Input Baja dan Proses untuk TA 2030 dan TA 2050
Proses baja India untuk tahun fiskal 2023 terdiri dari 46% BF-BOF, 22% BF/DRI-EAF, dan 32% IF (DRI dan scrap). Tingkat penggunaan baja bekas di tanur tiup, tungku busur listrik, dan tungku induksi masing-masing sekitar 8%, 27%, dan 30%; tingkat besi cair masing-masing adalah 92%, 43%, dan 0%, sedangkan DRI masing-masing adalah 0%, 30%, dan 70%. Dari DRI yang digunakan di tungku busur listrik, sekitar 85% berbasis gas, dan sisanya 15% berbasis batu bara dan Tungku induksi menggunakan 100% DRI berbasis batu bara. Besi cair termasuk produksi dari tungku reduksi peleburan.
Saat merencanakan proses masa depan, 2 poin kunci sangat penting: pertama, mengurangi tingginya proporsi BF-BOF untuk menurunkan emisi CO2; kedua, mengurangi proporsi tungku induksi untuk memproduksi lebih banyak grade baja kelas atas. Disarankan untuk mengadopsi proses yang ditunjukkan pada Tabel 2 di bawah ini.
Tabel 2- Proses Baja yang Direkomendasikan (%)
Tabel 3 mencantumkan perkiraan produksi baja mentah, kebutuhan input, dan proporsinya (besi cair: besi reduksi langsung: baja bekas) untuk pabrik baja utama dan produsen lainnya pada tahun fiskal 2030 dan 2050, beserta data aktual untuk TA 2023.
Tabel 3 – Perkiraan Produksi Baja Mentah, Kebutuhan Input, dan Proporsi (Juta Ton, %) untuk Produsen Baja India
6. Kesimpulan
Saat ini, intensitas emisi CO2 industri baja India 30% lebih tinggi dari rata-rata global, menghadapi tantangan ganda berupa ketersediaan scrap dan gas alam yang tidak memadai. Akibatnya, penggunaan besi cair dan Besi Reduksi Langsung (DRI) berbasis batu bara secara signifikan menyebabkan intensitas emisi yang tinggi. Selain itu, karena pembatasan atau larangan ekspor scrap oleh sebagian besar negara untuk meningkatkan pemanfaatan scrap dalam negeri, mengimpor scrap juga sangat menantang.
Akan sulit untuk mengganti semua tanur tiup pada tahun 2050, karena beberapa di antaranya baru saja dioperasikan dan yang lainnya masih dalam tahap pembangunan. Oleh karena itu, meningkatkan penggunaan skrap hingga 50% pada tahun 2050 tidak layak bagi pabrik baja besar di India.
Diproyeksikan bahwa pada tahun 2050, rasio skrap di India dapat mencapai 25% (saat ini sekitar 20%), dengan produsen baja utama mencapai 20% (saat ini sekitar 10%).
Produksi baja skrap tradisional sangat bergantung pada batu bara dan DRI berbasis batu bara, yang menyebabkan emisi karbon tinggi. Sebaliknya, pembuatan baja EAF menggunakan listrik untuk memanaskan baja skrap dan besi, mengurangi permintaan batu bara dan secara signifikan menurunkan emisi karbon.
Dalam pembuatan baja EAF proses pendek, penerapan Adsorpsi Ayunan Tekanan Vakum (VPSA) unit oksigen sangat penting untuk meningkatkan kontrol tungku dan efisiensi produksi. Pabrik oksigen VPSA menggunakan saringan molekuler untuk menghasilkan oksigen yang diperkaya dari udara. Dibandingkan dengan sistem kriogenik tradisional, sistem oksigen VPSA memiliki biaya konstruksi dan operasi yang lebih rendah, dan dapat menyesuaikan laju aliran oksigen sesuai dengan variasi permintaan selama pembuatan baja, yang membantu mengoptimalkan atmosfer tungku dan reaksi kimia dalam lelehan untuk lebih meningkatkan efisiensi operasi tungku dan kualitas produk baja serta berkontribusi pada pengurangan signifikan dalam konsumsi energi dan emisi, sehingga menurunkan jejak karbon secara keseluruhan.
Dengan pengalaman 25 tahun dalam pemisahan gas, PKU Pioneer memimpin secara internasional dalam teknologi produksi oksigen VPSA dalam hal kapasitas oksigen, kinerja peralatan, dan efisiensi energi. PKU Pioneer telah menyediakan solusi generasi oksigen berkualitas tinggi kepada lebih dari 70 perusahaan baja di seluruh dunia, termasuk perusahaan global terkemuka seperti Baosteel, membantu pengguna mengoptimalkan proses pembuatan baja, mengurangi konsumsi energi, dan mencapai pembangunan berkelanjutan yang hijau.