Vad vi menar när vi pratar om lågkolhaltigt stål

Vår industris historia speglar på många sätt de samhällen vi verkar i, och sedan den industriella revolutionen har järn- och stålproduktion drivits av kol.

 

Detta håller nu på att förändras och stålindustrin, liksom resten av samhället, omvandlas till att tillhandahålla produkter och tjänster i en framtid där utsläppen av koldioxid och andra växthusgaser kraftigt begränsas.

 

Språket som förknippas med denna förändring utvecklas fortfarande, och följaktligen används en mängd olika uttryck av olika intressenter.

Dessa uttryck används ofta omväxlande men kan ibland betyda väldigt olika saker. Vad ska vi göra av den allt mer varierande användningen av uttrycket grönt stål? För vissa är det helt enkelt en marknadsföringsterm utan definition eller gräns.

Å andra sidan tror vissa att det är en term som behöver certifieras som täcker hela hållbarhetsområdet.

Och problemet är inte bara med grönt stål. Är mitt gröna stål ditt rena stål eller nollkolstål? Och var går gränserna mellan netto-noll stål, noll-kolstål och lågkolstål?

 

På worldsteel håller vi på att införa några definitioner som kommer att ge klarhet i vad vi menar när vi pratar om dessa ämnen.

 

Vår industri och våra medlemmar arbetar med att utveckla och lansera en ny familj av stålprodukter, producerade med en mycket lägre koldioxidbelastning än tidigare.

Dettalågkolhaltigt ståltillverkas med hjälp av teknologier och metoder som resulterar i utsläpp av betydligt lägre utsläpp än konventionell produktion.

År 2021 produceras det mesta stålet med fossilbränslebaserade reduktionsmedel; Men många ståltillverkare har implementerat, eller håller på att utveckla, teknik som avsevärt minskar utsläppen från kärnprocessen för ståltillverkning. Exempel inkluderar:

• Aço Verde do Brasilanvänder 100 procent träkol för att producera lågkolhaltiga järn- och stålprodukter.
• ArcelorMittalbygger en storskalig anläggning i Gent, Belgien för att omvandla avgaser från stålverk till etanol, som kan användas i ett brett spektrum av tillämpningar, inklusive produktion av syntetiska bränslen. En liknande kommersiell anläggning togs i drift 2018 klShougang Steeli Kina, producerar 30 miljoner liter etanol för försäljning under det första verksamhetsåret.
• PåEmirates Steel i Förenade Arabemiraten fångas upp till 800 kt CO2 per år från den CO2-rika gasströmmen från järntillverkningsanläggningen innan den injiceras i ett moget oljefält för permanent lagring
• EVRAZ's Rocky Mountain Steel i Colorado övergår från kol till solenergi. EVRAZ-anläggningen kommer att vara den största solcellsanläggningen på plats i landet dedikerad till en enskild kund.
• HBIS, en ledande kinesisk ståltillverkare, bygger ett DRI-demonstrationsprojekt för vätemetallurgi med en kapacitet på 1,2 Mt. Projektet kommer att använda grön och blå väteteknik för att utforska en väg till noll CO2-utsläpp från järn- och ståltillverkningsprocessen.
• Nucors mikrobruk i Sedalia, Missouri, är det första stålverket i USA som drivs med vindenergi. Anläggningen är ett partnerskap mellan stålföretaget och det lokala kraftverket, som kommer att driva verket efter ett kraftköpsavtal mellan företagen.
• Tata Steelutvecklar innovativ ny smältteknik genom sitt HIsarna-projekt. HIsarna-teknologin kan producera järn utan koksugnar eller agglomerationsanläggningar, vilket ger en CO2-rik avgasström som är idealisk för CCS.
• thyssenkrupp Stål ochNippon Steel Corporationhar lanserat en serie tester av användningen av väte i en fungerande masugn, som syftar till att avsevärt minska de CO2-utsläpp som uppstår vid ståltillverkning.
•  

Stål producerat med alla dessa tekniker kan betraktas somlågkolhaltigt stål, även om det är troligt att det som anses vara lågkolhaltigt stål nu kan vara annorlunda till 2050 när reglering, samhälleliga förväntningar och teknologier har förändrats helt.

 

Många andra uttryck används inom vår bransch och av intressenter för att hänvisa till stål som producerats med dessa nästa generations produktionsteknologier.

 

worldsteel föredrar och använder lågkolhaltigt stål eftersom vi, liksom "lågkoldioxidelektricitet", känner att det är intuitivt lättare att förstå och dess innebörd är tydlig.

Grönt stålanvänds och tolkas av många olika parter att betyda olika saker, ofta i samband med marknadsföring av nya mer miljömedvetna produkter. Det har använts för att hänvisa till stål som tillverkats med hjälp av banbrytande teknologi, stål tillverkat av skrot, återanvänt och återtillverkat stål och konventionellt stål med utsläpp som kompenseras genom att kolenheter eller utsläppsrätter tas bort. Med tanke på denna inneboende brist på klarhet och mångfald av betydelser är "grönt stål" inte ett uttryck som worldsteel använder.

 

Att vara på riktigtnoll kol,stål skulle behöva tillverkas utan några CO2-utsläpp alls. Detta är en mycket hög ribba att nå, och det är svårt att föreställa sig en produktionsteknik som skulle kunna uppnå detta 2021.

 

Många kanske går mot detta, men noll är absolut, och förmodligen ouppnåeligt utan användning av kompensationer för kvarvarande koldioxidutsläpp. Dessa restutsläpp kan uppstå i försörjningskedjan, från användningen av kolhaltiga elektroder eller användningen av naturgas i tillhörande processer.

 

I slutändan måste stål innehålla lite kol, eftersom det är det som skiljer det från rent järn. Även om detta väsentliga legerande kol kan hämtas från icke-fossila källor, gör dess närvaro "noll-kol" stål till något av en felaktig benämning.

 

Om emellertid en balans kan uppnås mellan de växthusgaser som tillförs atmosfären vid tillverkning av stål och utsläpp som tas ut ur atmosfären av sänkor, kan det resulterande stålet benämnas somnetto-noll, ellerkolneutralt stål.

 

Tillverkningen avnetto-noll stålkan kräva kvittningar i andra sektorer för att uppnå verklig neutralitet, och det är viktigt att om påståenden om koldioxidneutralitet görs är producenterna öppna för gränser, deras redovisningsmetoder och kvaliteten och trovärdigheten för alla använda kvittningar.

 

Ett fåtal stålföretag börjar marknadsförafossilfri stål. Fossilfritt stål är stål som tillverkas utan att använda några fossila bränslen som kol eller naturgas, och inte heller någon energi som härrör från fossila bränslen.

 

Allt fossilfritt stål kommer att vara lågkolhaltigt, men inte allt lågkolhaltigt stål kan beskrivas som fossilfritt. Till exempel kan lågkolhaltigt stål producerat i en anläggning som använder kolavskiljning och lagring (CCS) fortfarande använda naturgas eller kol, men förhindra utsläpp av CO2 till atmosfären. Om biomassa spelar en roll kommer det att vara viktigt att se till att den anskaffas på ett ansvarsfullt sätt[1].

 

Rent stålär ett tekniskt uttryck som används inom stålsektorn för att hänvisa till stål som innehåller låga halter av föroreningar, oxider, inneslutningar eller låg eller ultralåg halt av kol löst i metallen. Frasen är vanligt förekommande, inklusive av worldsteel i vår 2004 "Study on Clean Steel", och betyder något specifikt. Som sådan hänvisar worldsteel inte till "rent stål" i klimatförändringssammanhang.

 

Kolfriär också ett svårt uttryck att relatera till stål, trots allt är stål utan kol järn, och kolhalten i stål styrs exakt för att uppnå de egenskaper som efterfrågas i ett specifikt parti. Kol kommer att behöva tillsättas till vätereducerat järn för att förvandla det till stål genom raffineringsprocessen.

 

Klimatförändringssamtalet förs ofta i termer av behovet av attdekarbonaiserasamhälle. worldsteel använder i allmänhet inte detta uttryck för att hänvisa till stålproduktion, eftersom det är utsläppen från stålproduktionen som måste vara fria från växthusgaser/CO2, inte själva processen.

 

Många lovande genombrottsteknologier kommer fortfarande att använda kol som ett kemiskt reduktionsmedel men förhindra att skadliga växthusgaser släpps ut i atmosfären. Så även om utsläppen från vår industri i slutändan kommer att dekarbonas, kanske själva järntillverkningsprocessen inte är det.

 

Banbrytande teknikproducerar lågkolhaltigt stål på ett radikalt annorlunda sätt än den konventionella masugnen, DRI- eller EAF-tekniken. Exempel på banbrytande teknik som utvecklas inkluderar vätgasreduktion, tillämpning av CCS, elektrolys av järnmalm, en uppsättning tekniker för användning och lagring av koldioxid (CCUS) och nya processer för reduktion av smältning.

 

Väteär en nyckelvektor som gör att växthusgasutsläppen från järn- och stålsektorn kan minskas avsevärt, och många av worldsteels medlemmar undersöker detta teknikalternativ. Väte tillskrivs ofta en färg, beroende på dess lågkolhaltiga referenser.

 

När worldsteel talar om lågkolväte menar vi:

• Grönt väteproduceras genom elektrolys av vatten, som drivs av förnybar el.
• Blått väteär tillverkad av naturgas genom processen för ångmetanreformering i kombination med CCS.
• Vätekan också produceras med hjälp av elektrolys med andra källor av koldioxidsnål el, såsom kärnkraft eller CCS. Vi anser också att detta är koldioxidsnålt.
• Fossilt vätetillverkas av oförminskade fossila bränslen, främst:
• Grå väteär gjord av naturgas genom processen för ångmetanreformering, utan CCS så att CO2 släpps ut till atmosfären.
• Brunt eller svart vätetillverkas genom kolförgasning och leder till betydligt högre växthusgasutsläpp än andra nyanser.

 

ökaär worldsteels 4-stegsprocess för effektivitetsgranskning. step up syftar till att förbättra effektiviteten i stålproduktionen nu, för att stödja våra medlemmar att driva sina anläggningar på en prestandanivå som står i proportion till världens mest effektiva anläggningar. step up är ett övergångsprogram och bör inte ses som en lösning på stålindustrins klimatförändringsutmaningar.

 

[1] Det finns ett antal system för att certifiera ansvarig biomassa, till exempel Forestry Stewardship Council