30 de enero de 2024.- De acuerdo con China Dialogue la industria siderúrgica de necesita tiempo para hacer la transición.
El experto en transición energética, Kou Jingna, explora el maratón de bajas emisiones de carbono que se corre en la potencia siderúrgica de China, en la provincia de Shanxi.
Erradicar las emisiones del sector siderúrgico de China que calientan el planeta y al mismo tiempo mantener el bienestar socioeconómico de las personas que emplea será un acto de equilibrio complejo.
En septiembre de 2020, China declaró su intención de alcanzar un máximo de emisiones de carbono para 2030 y alcanzar la neutralidad de carbono para 2060: los objetivos del “carbono dual” . La clave para alcanzar estos objetivos es transformar el sector siderúrgico, que emite la mayor cantidad de carbono de los sectores manufactureros de China (y aproximadamente el 15% de las emisiones de carbono nacionales).
El hierro y el acero también representan alrededor del 20% del consumo total de carbón de China, lo que se debe en parte a la coquización. El coque se produce cociendo carbón hasta que se convierte en carbono. Cuando se consume, el coque genera un calor intenso pero poco humo, lo que lo hace ideal para fundir hierro y acero. Como tal, la política industrial china suele poner entre paréntesis el coque con el acero.
Shanxi, en el centro-norte de China, es la principal provincia productora de coque del país y el quinto productor de acero. En 2020, la industria del coque representó el 8,2% de las emisiones de carbono de Shanxi y el 35,6% de su uso de carbón. Esto convierte a Shanxi en un microcosmos de los desafíos que enfrentan las industrias con altas emisiones de carbono para convertirse en bajas en carbono.
Estos desafíos son más que una simple cuestión de tecnología: la transición hacia una economía baja en carbono exige una reestructuración económica e industrial. Como tal, los esfuerzos de Shanxi para impulsar la descarbonización, manteniendo al mismo tiempo áreas económicamente dependientes de la coquización y la producción de acero, lo convierten en un caso de estudio representativo para la industria.
En China predomina la fabricación de acero de proceso largo y representa el 90% de la producción. A nivel mundial, este proceso intensivo en carbón representa el 73% de la producción. Según un informe del Rocky Mountain Institute de 2021 , solo alrededor del 30% del acero estadounidense se fabrica de esta manera. Europa también emplea predominantemente la fabricación de acero de proceso corto, que requiere menos uso de carbón. Por lo tanto, las emisiones de CO2 generadas por el acero en China son mucho mayores.
La industria del coque tiene una ventaja inherente en Shanxi porque la provincia también es un importante productor de carbón. Como tal, el acero de proceso largo representa más del 95% de su producción. La producción de carbón de Shanxi superó los 1.300 millones de toneladas en 2022 y esta capacidad se está ampliando . Shanxi es también el principal productor y proveedor nacional de coque de China, con una producción de casi 98 millones de toneladas en 2022, el 20,7% del total nacional.
El acero chino sigue en expansión y consume más coque que cualquier otro sector del país. Como tal, las emisiones de la industria siguen aumentando.
A nivel de políticas, Shanxi está reforzando constantemente su agenda baja en carbono en línea con los objetivos nacionales de doble carbono. El 14.º Plan Quinquenal de la provincia (2021-25), por ejemplo, hace hincapié en “fortalecer, optimizar y hacer más ecológicas las industrias tradicionales de coque y acero, valoradas en 100.000 millones de yuanes [13.900 millones de dólares estadounidenses]”.
Un plan de acción provincial para transformar y mejorar los elementos más contaminantes de la industria siderúrgica de Shanxi, presentado en 2022, prometió inversiones por valor de 76,100 millones de yuanes ($10,600 millones de dólares). Cuatro meses después, el gobierno provincial emitió sus dictámenes sobre el “desarrollo de calidad de la industria coquizadora”; El documento incluye el objetivo de reducir tanto el consumo total de energía como la intensidad energética (la cantidad de energía necesaria para producir una unidad de coque) de la industria para 2025, en comparación con las cifras de 2020. A finales de 2023, los hornos de coquización de menos de 4.3 metros de altura se habían eliminado gradualmente en Shanxi, ya que los hornos más altos son más eficientes energéticamente y menos contaminantes.
Además, Shanxi publicó su propio plan de acción para alcanzar el pico de carbono a principios de 2023. Su estrategia es optimizar o reemplazar activos relevantes y mejorar la capacidad de la provincia para la seguridad de los recursos. Las medidas incluyen fomentar la coproducción en la fabricación de acero y coquización, que reutiliza los gases derivados (como el monóxido de carbono y el hidrógeno) para minimizar la contaminación y aumentar la eficiencia de la fabricación de acero; también cubre la exploración de la metalurgia del hidrógeno, que sustituye el coque por hidrógeno para reducir las emisiones de CO2.
Hidrógeno subproducto: ¿un puente hacia una economía del hidrógeno verde?
De hecho, Shanxi ha estado explorando el potencial del hidrógeno desde 2019. El gas que se produce al hornear carbón para producir coque es rico en hidrógeno, lo que significa que se puede obtener hidrógeno de alta pureza dentro de la industria del coque. Es importante señalar, sin embargo, que esto cuenta como “hidrógeno gris”, en lugar del hidrógeno verde favorecido internacionalmente.
Como suelo recalcar, el desarrollo de transición debe avanzar paso a paso; tener algún progreso es mejor que ninguno. Es necesario permitir que estas industrias realicen la transición, paso a paso, del hidrógeno gris al azul y al verde. Si se les exige que sean ecológicos desde el principio, los costos asociados y las limitaciones de capacidad harían la transición imposible.
Hidrógeno verde, gris y azul.
Sobre esta base, en 2022 la provincia publicó su “Plan a mediano y largo plazo para la industria energética del hidrógeno de Shanxi”. Establece la intención de Shanxi de convertirse en una base nacional de suministro de energía de hidrógeno para 2035. Durante ese tiempo, se podría lograr espacio para la transformación en varias áreas.
Exploraciones industriales: combinación de carbón, coque, hidrógeno y hierro
Aparte de Taiyuan Iron and Steel, en el centro de la provincia, las principales empresas siderúrgicas de Shanxi se encuentran en las ciudades sureñas de Changzhi, Linfen y Yuncheng. Los tres están ubicados en la llanura de Fenwei, donde la circulación del aire es escasa y la contaminación atmosférica se acumula durante el otoño y el invierno; las empresas de la zona a menudo deben detener sus operaciones debido a la alta contaminación. La economía local está dominada por la industria pesada relacionada con el carbón . Por lo tanto, lo que se necesita es una transición equilibrada que tenga en cuenta el medio ambiente y la economía.
Los enfoques habituales para descarbonizar el acero se centran en mejoras de la eficiencia energética y en el despliegue de tecnologías bajas en carbono en el proceso de producción. Pero otros enfoques eliminan el carbono por completo. La “descarbonización en origen”, por ejemplo, se refiere al uso de energía renovable para electrificar métodos de producción basados en hidrógeno que no requieren coque.
Jinnan Steel, la mayor empresa siderúrgica privada en el área de Linfen, se ha transformado efectivamente en un operador conjunto que abarca carbón, coque, hidrógeno y hierro, y ha presentado algunos enfoques prometedores en el proceso. La principal iniciativa de Jinnan consiste en separar y purificar el hidrógeno en plantas de coque. Luego se puede utilizar como materia prima para productos químicos.
El hidrógeno purificado de Jinnan también se puede utilizar para satisfacer diversas demandas energéticas. Uno de esos usos es la metalurgia del hidrógeno, que en el caso de Jinnan es la inyección en altos hornos ricos en hidrógeno. Este método para calentar un alto horno utiliza gas rico en hidrógeno en lugar de coque, lo que reduce las emisiones de carbono. Jinnan calcula que, por año, este método podría reducir su consumo de coque en 77,000 toneladas y las emisiones de CO2 en 240,000 toneladas.
Otro uso del hidrógeno implica la instalación de plataformas logísticas de circuito cerrado y sin emisiones de carbono en zonas industriales: flotas internas de camiones pesados alimentados con hidrógeno que utilizan una red de repostaje de hidrógeno. Jinnan Steel opera ahora más de 300 camiones de este tipo, que actualmente funcionan con hidrógeno azul. La empresa afirma que este combustible le cuesta menos que el diésel.
Mientras Jinnan planifica su transición de la energía del hidrógeno gris a la verde, también se ha embarcado en la siguiente fase de su impulso a la energía solar. Esto incluye el mayor proyecto de generación de energía fotovoltaica aprobado en Shanxi: un proyecto de “nueva energía y almacenamiento de energía” de 1.3 gigavatios (GW). Su primera fase es una instalación de 0,3 GW que entró en funcionamiento en enero de 2023.
La transición lleva tiempo
La producción de acero de China ha superado los mil millones de toneladas en cada uno de los últimos tres años, aunque la producción general disminuyó en 2021 y 2022. En apoyo de los objetivos nacionales de doble carbono, la industria planea que la producción general se reduzca un 8.1% en 2030 y otro 38.3% en 2050, frente a las cifras de 2020 y (proyectadas) para 2030, respectivamente.
Un impedimento para estos objetivos es la edad relativamente joven de los altos hornos de fabricación de acero de China. La edad promedio de la flota del país es de 13 años , pero la vida operativa típica de dichos hornos es más del triple. Imponer por la fuerza una transición correría el riesgo de que estos activos quedaran varados de forma generalizada.
La transición tecnológica en sí misma puede ser complicada, pero lograrla manteniendo la estabilidad socioeconómica y creando simultáneamente condiciones de desarrollo favorables sobre el terreno es un acto de equilibrio enormemente complejo.
Las industrias del acero y del coque han estado enfrentando requisitos ambientales cada vez más estrictos durante un tiempo; ya estaban trabajando para reducir la contaminación del aire y las emisiones de carbono antes de que se anunciaran los objetivos de doble carbono. Desde entonces se han puesto en marcha múltiples iniciativas bajas en carbono a gran escala, pero la transición energética no puede ocurrir de la noche a la mañana y no es una revolución.
En una región clásica basada en recursos como Shanxi, el hidrógeno purificado puede ayudar a equilibrar las prioridades económicas y de transición. Sin embargo, hay que destacar que el tiempo y el espacio necesarios para tales avances son necesarios en áreas donde la presión para la transición energética es mayor. Si se encuentra esa capacidad, puede facilitar mayores esfuerzos hacia un mundo neutral en carbono.
Reportacero
