O Que Queremos Dizer Quando Falamos Sobre Aço de Baixo Carbono

A história da nossa indústria reflete de muitas maneiras as sociedades em que operamos, e desde a revolução industrial, a produção de ferro e aço tem sido alimentada por carvão.

Isso está agora mudando, e a indústria siderúrgica, como o resto da sociedade, está se transformando para fornecer produtos e serviços em um futuro no qual a emissão de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa seja severamente reduzida.

A linguagem associada a essa mudança ainda está em desenvolvimento e, consequentemente, uma grande variedade de expressões está sendo usada por diferentes partes interessadas.

Essas expressões são frequentemente usadas de forma intercambiável, mas às vezes podem significar coisas enormemente diferentes. O que devemos pensar sobre o uso cada vez mais variado da expressão "aço verde"? Para alguns, é simplesmente um termo de marketing sem definição ou limite.

No outro extremo, alguns acreditam que é um termo que precisa de certificação cobrindo toda a amplitude do reino da sustentabilidade.

E o problema não é apenas com o aço verde. O meu aço verde é o seu aço limpo ou aço de carbono zero? E onde são traçadas as linhas entre aço líquido zero, aço de carbono zero e aço de baixo carbono?

Estamos estabelecendo algumas definições que fornecerão clareza sobre o que queremos dizer quando falamos sobre esses tópicos.

Nossa indústria está trabalhando para desenvolver e lançar uma nova família de produtos de aço, produzidos com uma carga de carbono muito menor do que no passado.

Aço de Baixo Carbono

Este aço de baixo carbono é fabricado usando tecnologias e práticas que resultam na emissão de níveis significativamente mais baixos do que a produção convencional.

Em 2021, a maioria do aço é produzido usando agentes redutores à base de combustíveis fósseis; no entanto, muitos siderurgistas implementaram, ou estão desenvolvendo, tecnologias que reduzem significativamente as emissões do processo central de fabricação de aço. Exemplos incluem:

• A Aço Verde do Brasil está usando 100% carvão vegetal para produzir produtos de ferro e aço de baixo carbono.

• A ArcelorMittal está construindo uma instalação de grande escala em Ghent, Bélgica, para converter gases residuais de usinas siderúrgicas em etanol, que pode ser usado em uma ampla gama de aplicações, incluindo a produção de combustíveis sintéticos. Uma instalação comercial semelhante começou a operar em 2018 na Shougang Steel, na China, produzindo 30 milhões de litros de etanol para venda no primeiro ano de operação.

• Na Emirates Steel, nos Emirados Árabes Unidos, até 800 kt de CO2 por ano são capturados da corrente de gás rica em CO2 da planta de produção de ferro antes de ser injetada em um campo petrolífero maduro para armazenamento permanente.

• A Rocky Mountain Steel da EVRAZ, no Colorado, está em transição do carvão para a energia solar. A planta da EVRAZ será a maior planta solar no local do país dedicada a um único cliente.

• A HBIS, uma importante siderúrgica chinesa, está construindo um projeto de demonstração DRI de hidrogênio metalúrgico com capacidade de 1,2 Mt. O projeto usará tecnologias de hidrogênio verde e azul para explorar um caminho para zero emissões de CO2 no processo de produção de ferro e aço.

• A micro usina da Nucor em Sedalia, Missouri, é a primeira usina siderúrgica dos EUA a funcionar com energia eólica. A usina é uma parceria entre a siderúrgica e a concessionária local, que abastecerá a planta após um acordo de compra de energia entre as empresas.

• A Tata Steel está desenvolvendo uma tecnologia inovadora de fusão através do projeto HIsarna. A tecnologia HIsarna pode produzir ferro sem a necessidade de coquerias ou instalações de aglomeração, gerando uma corrente de gás residual rica em CO2, ideal para CCS.

• A thyssenkrupp Steel e a Nippon Steel Corporation iniciaram uma série de testes sobre o uso de hidrogênio em um alto-forno em operação, com o objetivo de reduzir significativamente as emissões de CO2 durante a produção de aço.

O aço produzido com todas essas tecnologias pode ser considerado aço de baixo carbono, embora seja provável que o que é considerado aço de baixo carbono hoje possa ser diferente em 2050, quando as regulamentações, expectativas sociais e tecnologias tiverem mudado completamente.

Muitas outras expressões são usadas dentro da nossa indústria e por partes interessadas para se referir ao aço produzido com essas tecnologias de próxima geração.

Preferimos e utilizamos "aço de baixo carbono", pois, assim como "eletricidade de baixo carbono", sentimos que é intuitivamente mais fácil de entender e seu significado é claro.

Aço Verde

O aço verde está sendo usado e interpretado por diferentes partes para significar coisas distintas, muitas vezes no contexto de marketing de novos produtos mais conscientes ambientalmente. Tem sido usado para se referir ao aço fabricado com tecnologia inovadora, aço produzido a partir de sucata, aço reutilizado e remanufaturado, e aço convencional com emissões compensadas pelo cancelamento de unidades de carbono ou permissões. Devido a essa falta inerente de clareza e diversidade de significados, "aço verde" não é uma expressão usada pela worldsteel.

Aço Carbono Zero

Para ser verdadeiramente carbono zero, o aço precisaria ser produzido sem nenhuma emissão de CO2. Isso é uma meta muito alta, e é difícil conceber uma tecnologia de produção que consiga isso em 2021.

Muitos podem estar caminhando para isso, mas zero é absoluto e provavelmente inatingível sem o uso de compensações para emissões residuais de carbono. Essas emissões residuais podem surgir na cadeia de suprimentos, pelo uso de eletrodos contendo carbono ou pelo uso de gás natural em processos associados.

Em última análise, o aço precisa conter algum carbono, pois é isso que o diferencia do ferro puro. Embora esse carbono essencial de liga possa ser obtido de fontes não fósseis, sua presença torna "aço carbono zero" um termo um tanto inadequado.

Aço Líquido Zero / Aço Carbono Neutro

No entanto, se for alcançado um equilíbrio entre os gases de efeito estufa emitidos na atmosfera durante a produção de aço e as emissões removidas da atmosfera por sumidouros, o aço resultante pode ser chamado de aço líquido zero ou carbono neutro.

A produção de aço líquido zero pode exigir compensações em outros setores para alcançar a neutralidade real, e é importante que, se alegações de carbono neutro forem feitas, os produtores sejam transparentes sobre limites, suas metodologias contábeis e a qualidade e credibilidade de quaisquer compensações utilizadas.

Aço Livre de Combustíveis Fósseis

Algumas siderúrgicas estão começando a comercializar aço livre de combustíveis fósseis. Aço livre de combustíveis fósseis é o aço fabricado sem o uso de combustíveis fósseis, como carvão ou gás natural, nem energia derivada de combustíveis fósseis.

Todo aço livre de combustíveis fósseis será de baixo carbono, mas nem todo aço de baixo carbono pode ser descrito como livre de combustíveis fósseis. Por exemplo, o aço de baixo carbono produzido em uma instalação que utiliza captura e armazenamento de carbono (CCS) pode ainda usar gás natural ou carvão, mas evita a emissão de CO2 para a atmosfera. Se a biomassa desempenhar um papel, será importante garantir que seja obtida de forma responsável[1].

Aço Limpo

Aço limpo é uma expressão técnica usada no setor siderúrgico para se referir a aços com baixos níveis de impurezas, óxidos, inclusões ou baixo ou ultrabaixo teor de carbono dissolvido no metal. A frase é de uso comum.

Livre de Carbono

"Livre de carbono" também é uma expressão difícil de relacionar ao aço, afinal, aço sem carbono é ferro, e o teor de carbono do aço é precisamente controlado para alcançar as propriedades exigidas em um lote específico. Carbono precisará ser adicionado ao ferro reduzido por hidrogênio para transformá-lo em aço através do processo de refino.

A conversa sobre mudanças climáticas geralmente é conduzida em termos da necessidade de descarbonizar a sociedade. Normalmente não usamos essa expressão para se referir à produção de aço, pois são as emissões da produção de aço que precisam estar livres de GEE/CO2, e não o processo em si.

Muitas tecnologias inovadoras promissoras ainda usarão carbono como agente redutor químico, mas evitarão que GEE prejudiciais sejam liberados na atmosfera. Portanto, embora as emissões da nossa indústria sejam eventualmente descarbonizadas, o processo de produção de ferro em si pode não ser.

Tecnologia Inovadora

A tecnologia inovadora produz aço de baixo carbono de uma forma radicalmente diferente da tecnologia convencional de alto-forno, DRI ou EAF. Exemplos de tecnologia inovadora em desenvolvimento incluem redução por hidrogênio, aplicação de CCS, eletrólise de minério de ferro, um conjunto de tecnologias de captura, uso e armazenamento de carbono (CCUS) e novos processos de fusão redutora.

Hidrogênio

O hidrogênio é um vetor chave que permitirá que as emissões de GEE do setor de ferro e aço sejam significativamente reduzidas, e muitas empresas de ferro e aço estão explorando essa opção tecnológica. O hidrogênio é frequentemente atribuído a uma cor, dependendo de suas credenciais de baixo carbono.

Quando falamos em hidrogênio de baixo carbono, queremos dizer:

• Hidrogênio verde é produzido pela eletrólise da água, alimentada por eletricidade renovável.

• Hidrogênio azul é feito a partir de gás natural através do processo de reforma a vapor do metano combinado com CCS.

• O hidrogênio também pode ser produzido por eletrólise usando outras fontes de eletricidade de baixo carbono, como nuclear ou CCS. Também consideramos isso como baixo carbono.

Hidrogênio fóssil é feito a partir de combustíveis fósseis não mitigados, principalmente:

• Hidrogênio cinza é feito a partir de gás natural através do processo de reforma a vapor do metano, sem CCS, então o CO2 é emitido para a atmosfera.

• Hidrogênio marrom ou preto é fabricado através da gaseificação do carvão e leva a emissões de GEE significativamente mais altas do que outras cores.

Os clientes da PKU Pioneer incluem muitos fabricantes que usam novos processos emergentes para produzir aço limpo e aço de baixo carbono, como Fangda Special Steel Technology Co., Ltd., Lianyuan Steel, etc. As plantas de oxigênio VPSA que fornecemos ajudam esses produtores de ferro e aço a economizar energia e reduzir emissões, além de ajudar a otimizar suas linhas de produção de ferro e aço em geral.

[1] Existem vários esquemas para certificar biomassa responsável, por exemplo, o Forestry Stewardship Council.

(Reproduzido da WorldSteel)