Settore siderurgico, l'uso dell'idrogeno al posto del gas metano sarà una delle soluzioni chiave

Il settore siderurgico, noto per essere uno dei principali emettitori di carbonio, è destinato a consumare metà del budget totale di carbonio disponibile per mantenere il surriscaldamento globale entro 1,5 °C entro il 2050, l'idrogeno al posto del gas metano sarà una delle soluzioni chiave.

Ridurre al minimo l'impronta climatica dell'acciaio è, dunque, imperativo, l'Oxford Institute for Energy Studies (OIES) sottolinea l'importanza della cattura e stoccaggio del carbonio (CCS) e dell'uso dell'idrogeno al posto del gas metano come soluzioni chiave.

In un recente studio intitolato "Stainless Green: Considerations for making green steel using carbon capture and storage (CCS) and hydrogen (H2) solutions", Hasan Muslemani, responsabile della ricerca sulla gestione del carbonio presso l'OIES, ha evidenziato come la fattibilità di questi approcci dipenda da molteplici fattori logistici, geografici, tecnici, economici e politici.

Cruciale sarà l'interazione tra politiche pubbliche e investimenti privati, che influenzerà i processi industriali, il ritmo di adozione e l'espansione delle soluzioni più ecologiche.

Costi extra e sfide economiche

Uno degli ostacoli maggiori alla produzione di acciaio ecologico è il suo costo. La produzione di acciaio verde, sia attraverso la cattura del carbonio sia tramite l'integrazione dell'idrogeno, può costare dal 20 al 30% in più rispetto ai metodi tradizionali.

Questo incremento è dovuto principalmente agli elevati costi del capitale necessari per le tecnologie come la cattura del carbonio e gli elettrolizzatori per la produzione di idrogeno.

La sostenibilità economica dipenderà dalla capacità di trasferire questi costi aggiuntivi sui consumatori finali, supportati dal mercato o da sovvenzioni governative.

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Nonostante i costi elevati, esiste una volontà di adottare acciai verdi nel comparto dei veicoli pesanti, dove l'acciaio è ancora insostituibile per ragioni di sicurezza, soprattutto con la crescente domanda di autocarri con maggiori capacità di carico.

Processi di produzione dell'acciaio

L'acciaio primario viene prodotto attraverso due processi principali: il forno a ossigeno di base (BF-BOF) e la riduzione diretta del ferro (DRI). Il primo utilizza carbone trasformato in coke per ridurre il minerale di ferro, mentre il secondo rimuove l'ossigeno dal minerale di ferro senza fusione, impiegando gas metano, sebbene il processo DRI emetta meno CO2, è limitato a regioni con abbondanza di metano.

Il processo BF-BOF rappresenta circa il 70% della produzione globale di acciaio, ridurre le emissioni attraverso la sostituzione del carbone con biomassa o energia rinnovabile, combinata con CCS, potrebbe rendere l'acciaio carbon-negative.

Tuttavia, la biomassa emette CO2 quando bruciata e la produzione di acciaio a base biologica è limitata a regioni con risorse abbondanti.

Un'alternativa è la cattura della CO2 direttamente durante le fasi produttive, nonostante le difficoltà tecniche e logistiche, il progetto CCS di Emirates Steel ad Abu Dhabi è un esempio di applicazione commerciale su larga scala della CCS.

Uso dell'Idrogeno

Il forno elettrico ad arco (EAF), che rappresenta un quarto della produzione globale di acciaio, può utilizzare il ferro ridotto direttamente (DRI) prodotto con idrogeno al posto del metano. Questo approccio può eliminare le emissioni degli altoforni e quelle derivanti dalla combustione del metano, ma richiede molta elettricità. L'efficacia dipende dall'intensità di carbonio nella rete elettrica della regione.

Progetti come HYBRIT e H2GreenSteel in Svezia, con una rete elettrica dominata da fonti rinnovabili, mostrano un potenziale significativo per la riduzione delle emissioni. Tuttavia, in Cina, dove l'elettricità è ancora fortemente dipendente dal carbone, la produzione di acciaio basata sull'idrogeno potrebbe aumentare le emissioni complessive.

La transizione verso l'acciaio verde necessita di innovazioni tecnologiche, politiche pubbliche favorevoli e ingenti investimenti, la sfida è complessa, ma un approccio integrato può ridurre drasticamente l'impatto climatico di uno dei settori più inquinanti. Fateci sapere come la pensate voi.

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