La siderúrgica japonesa Nippon Steel produjo más de mil toneladas de hierro de reducción directa (DRI) utilizando hidrógeno como único agente reductor, en una prueba que representa un avance tecnológico para disminuir las emisiones de carbono en la fabricación de acero.
La compañía informó que realizó el ensayo en un horno de cuba a escala piloto, ubicado en su Centro de Investigación y Desarrollo de Hasaki, Japón, donde logró mantener más de 300 horas de operación continua y acumular una producción superior a mil toneladas de DRI.
Uno de los principales avances fue utilizar mineral de hierro de menor calidad, mediante pellets de grado para alto horno, en lugar de los pellets de mayor contenido de hierro que normalmente se emplean en los procesos convencionales de reducción directa.
Para alcanzar una operación estable, Nippon Steel desarrolló soluciones a dos desafíos técnicos: la reducción con hidrógeno puro, que requiere absorber calor y provoca una disminución de la temperatura dentro del horno, y la tendencia del mineral de menor calidad a desintegrarse durante el proceso, lo que puede afectar la circulación de gases y el control de las reacciones.
La empresa señaló que logró superar estas dificultades mediante tecnologías de compensación térmica y técnicas operativas para evitar la pulverización del mineral, permitiendo mantener condiciones estables de producción.
Apuesta por la descarbonización de la industria siderúrgica
El proyecto forma parte de la estrategia Nippon Steel Carbon Neutral Vision 2050, mediante la cual la compañía desarrolla tres tecnologías para avanzar hacia la neutralidad de carbono: producción de acero de alta calidad en hornos de arco eléctrico de gran escala, reducción de mineral de hierro con hidrógeno en altos hornos y fabricación de hierro de reducción directa utilizando hidrógeno.
Esta última tecnología busca sustituir el uso de gas natural como agente reductor en los hornos de reducción directa, con el objetivo de disminuir significativamente las emisiones de CO₂ asociadas con la producción de hierro.
Actualmente, alrededor de 100 millones de toneladas de hierro de reducción directa se producen anualmente en el mundo mediante hornos comerciales que utilizan gas natural. Sin embargo, este proceso genera emisiones de dióxido de carbono, por lo que el desarrollo de alternativas basadas exclusivamente en hidrógeno representa un componente importante para la descarbonización siderúrgica.
Otro de los retos que busca resolver Nippon Steel es la disponibilidad limitada de mineral de hierro de alta calidad. La posibilidad de utilizar materias primas de menor grado permitiría ampliar las fuentes de abastecimiento y aprovechar recursos minerales más abundantes.
La iniciativa cuenta con respaldo del Gobierno japonés a través del Fondo de Innovación Verde de la Organización para el Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnologías Industriales (NEDO).
El proyecto fue seleccionado en enero de 2022 y recibió una ampliación de financiamiento aprobada en noviembre de 2023. Su desarrollo se realiza mediante un consorcio integrado por Nippon Steel, JFE Steel Corporation y el Centro de Investigación y Desarrollo de Metales de Japón (JRCM).
La compañía continuará realizando pruebas en su horno piloto para perfeccionar la tecnología de reducción directa con hidrógeno y optimizar las condiciones de operación.
A partir del año fiscal 2027, también avanzará en el desarrollo de tecnologías para escalar el proceso industrial, con el objetivo de establecer una tecnología de implementación alrededor de 2040 y contribuir a la transición hacia una industria siderúrgica con menores emisiones.
