Lo Más NuevoSiderurgia

Emerge hidrogeno como ruta al acero limpio

22 de febrero de 2024.- El hidrógeno emerge como camino hacia un acero limpio. Las empresas estadounidenses están a la zaga de sus competidores europeos en la carrera por una nueva generación de acero.

En una llamada con inversores a finales de enero, una de las figuras más poderosas del acero estadounidense expuso planes para enriquecerse con hidrógeno.

«El hidrógeno es un verdadero acontecimiento revolucionario en la fabricación de hierro y acero», afirmó Lourenco Goncalves, director ejecutivo de Cleveland-Cliffs, la mayor empresa de acero laminado plano de América del Norte. «Estamos haciendo esto para que nos paguen, no para alardear de ello».

Goncalves dijo que su compañía estaba probando hidrógeno (aunque del tipo producido con carbón y sus emisiones que calientan el clima, no del tipo “verde” hecho con energías renovables) en una planta en Indiana y gastando 10 millones de dólares para construir un gasoducto de hidrógeno. Prometió comenzar a utilizar hidrógeno verde de bajas emisiones cuando esté disponible en EE. UU.

La prueba de Cleveland-Cliffs marca un paso importante hacia la descarbonización de la industria del acero, que es uno de los mayores emisores en el amplio sector industrial estadounidense. El hidrógeno, una poderosa fuente de energía cuya producción es costosa, no emite gases de efecto invernadero cuando se quema. Los átomos producidos de forma limpia están emergiendo rápidamente como piezas centrales de la estrategia climática global.

En total, la fabricación de acero en Estados Unidos produce aproximadamente el 1 por ciento de las emisiones estadounidenses y entre el 7 y el 8 por ciento de las emisiones a nivel mundial, un área de descarbonización modesta pero necesaria para que el mundo evite el aumento extremo de la temperatura, según científicos del clima y expertos en energía.

Pero a pesar de que se habla de utilizar hidrógeno producido con menos emisiones en los próximos años, Cleveland-Cliffs y otras empresas estadounidenses están detrás de sus competidores europeos en la carrera por una nueva generación de acero sin emisiones de gases de efecto invernadero vinculadas a su producción. Las empresas suecas SSAB y H2 Green Steel ya están demostrando acero sin emisiones y firmando contratos con empresas como Volvo.

Los expertos dicen que esas empresas europeas están ahora mejor posicionadas que las estadounidenses para empezar a ganar mucho dinero con el acero limpio que Goncalves está buscando.

«Estados Unidos está atrasado en política e inversión en acero verde», dijo Chris Bataille, investigador adjunto del Centro de Política Energética Global de la Universidad de Columbia. “Pero podría ponerse al día muy rápidamente con la política adecuada. Tiene todos los ingredientes correctos. Tiene todas las condiciones adecuadas para saltar rápidamente al frente”.

Ahora que las temperaturas globales están alcanzando máximos históricos, los científicos del clima dicen que la economía global necesita descarbonizarse para 2050 para frenar los peores efectos del cambio climático. En un escenario en el que las emisiones de gases de efecto invernadero de Estados Unidos caigan a casi cero para 2050, el Departamento de Energía predice que la demanda de acero de Estados Unidos aumentará un 12 por ciento para 2050 en comparación con la demanda actual. Esto se debe en gran medida a que el acero, que actualmente está vinculado a enormes cantidades de contaminación por carbono, es necesario para descarbonizar las economías.

Inventado hace más de 2.500 años durante la Edad del Hierro prehistórica, el acero es un material excepcionalmente duro a base de hierro que se utilizó por primera vez para producir armas y rejas de arado. En la era moderna, el acero se utiliza para construir rascacielos, vehículos y otros bienes. Un estudio reciente del Servicio Geológico de Estados Unidos encontró que la ciudad de Nueva York contiene más de 750 millones de toneladas (o 1,68 billones de libras) de hormigón, vidrio y acero.

Ahora, la demanda de acero está creciendo en todo el mundo a medida que las naciones implementan planes climáticos. El acero es fundamental para la construcción de sistemas de energía renovable, infraestructura de transmisión eléctrica, vehículos eléctricos y una larga lista de otros sistemas energéticos.

«Tenemos este sector que representa el 8 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono, y necesitamos que esas emisiones disminuyan, como necesitamos que disminuyan las emisiones de todos los sectores», dijo Johanna Lehne, experta del grupo ambientalista E3G con sede en Londres. “Al mismo tiempo, necesitamos una expansión masiva de la infraestructura energética: de la producción de vehículos eléctricos y de todo tipo de tecnologías que dependen del uso del acero.

«Esta presión de reducción de emisiones a medida que aumenta el consumo es realmente desafiante», dijo Lehne.

Tu turno

Los trabajadores retiran una bobina de la línea de producción para realizar pruebas de control de calidad durante la producción de acero.

El acero se considera un sector difícil de reducir porque consume mucha energía y requiere las altas temperaturas necesarias para la fundición y otros procesos.

Pero Bataille espera que más de una cuarta parte del acero producido para 2050 tenga emisiones cercanas a cero. Chathurika Gamage, experta en hierro y acero del grupo ambientalista RMI, dice que para 2030 se necesitan alrededor de 50 plantas alimentadas con hidrógeno en todo el mundo.

Mientras empresas estadounidenses como General Motors y Trane Technologies concertan acuerdos de suministro de acero con bajas emisiones, las empresas europeas están cerrando contratos para envíos que prácticamente no conllevan emisiones.

Volvo planea comprar acero libre de emisiones de H2 Green Steel para 2026 . Además de otros acuerdos, Porsche , Mercedes-Benz , Scania y Purmo están firmando contratos con H2 Green Steel. Scania y otras empresas también se han comprometido a comprar a SSAB, otra empresa siderúrgica sueca.

«En los últimos 24 a 36 meses, ha habido un cambio de sentido en términos de la cantidad de atención prestada a la descarbonización del acero», dijo Jen Carson, jefa de industria de la organización sin fines de lucro Climate Group en el Reino Unido. «Definitivamente estamos viendo que eso se refleja en la toma de decisiones corporativas y [las empresas] se colocan en la mejor posición para prepararse para el futuro».

A principios de este mes, Climate Group y otros defensores lanzaron una nueva campaña llamada Race to Green Steel para exigir a los fabricantes de automóviles estadounidenses que compren acero con menores emisiones. Carson dijo que el sector automotriz está «particularmente comprometido» debido a la presión de los reguladores, así como de los sectores de inversión y seguros.

Jeff Rissman, director senior de industria en el grupo de expertos Energy Innovation: Policy and Technology y autor de un libro recién publicado titulado  «Zero-Carbon Industry», dijo que el uso de acero limpio en la fabricación no «afectará significativamente el costo final». de la mayoría de los vehículos.

«Es un pequeño porcentaje del valor de un automóvil y, por lo tanto, es financieramente más fácil para [los fabricantes de automóviles] comprometerse con el acero ecológico», afirmó.

El sector del automóvil es el tercer mayor consumidor de acero a nivel mundial, sólo por detrás de los sectores de la construcción y los equipos mecánicos. Rissman indicó que los consumidores son especialmente exigentes a la hora de adquirir un vehículo, que a menudo se considera un bien de lujo.

«El uso del acero dentro de las paredes de un edificio no es muy obvio», dijo Rissman. “Las vigas y vigas de acero de un edificio no se consideran productos de lujo. La mayoría de las personas probablemente no conocen la marca de las vigas y vigas que se encuentran dentro de las paredes de los edificios que ocupan, pero sí conocen la marca del vehículo que conducen”.

Industrious Labs, un grupo de defensa del medio ambiente, dice que el acero representa entre el 30 y el 50 por ciento de las emisiones totales asociadas con la fabricación de automóviles.

El DOE está ahora negociando las condiciones de 7 mil millones de dólares en subvenciones para un conjunto de grupos de demostración de hidrógeno conocidos como centros, además de una financiación mucho más pequeña para el hidrógeno dirigida a sectores específicos . También recurrió a la Fundación EFI del exsecretario de Energía Ernest Moniz para establecer un programa de mil millones de dólares para garantizar que el hidrógeno limpio realmente se compre en el sector público o privado. Además de eso, un crédito fiscal al hidrógeno podría proporcionar a los productores un descuento de 3 dólares por kilogramo producido.

Mientras tanto, el departamento se está preparando para anunciar 6.300 millones de dólares en asignaciones promulgadas en la Ley de Reducción de la Inflación de 2022 para el sector industrial, una suma que, según el subsecretario de Infraestructura del DOE, David Crane, distingue a  Estados Unidos  de otros países .

«Que los europeos se apoyen en el acero sin carbono es algo bueno para nosotros», dijo Crane a E&E News el miércoles. «La demanda es un gran problema y el acero, a diferencia del cemento y el hormigón, es en gran medida un producto básico global».

Los expertos dicen que los programas de demostración industrial y de hidrógeno son fundamentales para lograr un acero más limpio.

«Necesitamos invertir en hidrógeno para la fabricación de acero porque eso es lo que está fácilmente disponible en términos de tecnología y comprensión en la industria», dijo Hilary Lewis, directora de acero de Industrious Labs. «Creo que en unos años podría haber opciones adicionales en el mercado».

‘Gran obstáculo’

Hoy en día, el hidrógeno en Estados Unidos se produce casi exclusivamente utilizando carbón y gas natural. Se utiliza para refinar petróleo, producir fertilizantes como amoníaco y otros fines.

Pero junto con los planes para impulsar el sector industrial, las empresas y los responsables políticos están considerando el hidrógeno para proporcionar electricidad a los hogares y combustible para el transporte pesado. El hidrógeno se puede producir de forma limpia con energía renovable, captura de carbono o electrólisis (el proceso de enviar una corriente eléctrica a través de un líquido para separar los átomos de hidrógeno).

Cleveland-Cliffs es socio de un centro de hidrógeno del Medio Oeste llamado MachH2, y la compañía se ha comprometido a comprar hidrógeno para producir acero de otros miembros del centro, que incluyen productores de hidrógeno heredados como American Air Liquide Holdings e . Cleveland-Cliffs ha descrito amplios planes para alimentar los altos hornos tradicionales con hidrógeno y utilizar hidrógeno para reemplazar el coque de carbón y el gas natural como reductor de hierro, los dos caminos más desarrollados hacia un acero con emisiones casi nulas o nulas.

Los expertos en energía dicen que el acero debería ser un foco importante para el programa del sector industrial del DOE.

«Si el acero no está desempeñando un papel importante, entonces no hemos acertado en el objetivo de ese programa», dijo Mike Williams, miembro del Centro para el Progreso Americano, alineado con los demócratas.

La descarbonización del acero «implica sólo unas pocas tecnologías» que «son muy caras», afirmó.

Gamage de RMI, que ayudó a los solicitantes con las presentaciones para el programa de demostraciones industriales, dijo que la financiación es un «cambio de juego».

El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo. Pero los átomos de hidrógeno son pequeños y coexisten en gran medida con otros elementos, lo que requiere costosos procesos de fabricación para aprovechar y aislar la fuente de energía. El DOE tiene como objetivo ayudar a las empresas a producir hidrógeno limpio a 1 dólar por kilogramo, una disminución de aproximadamente cinco veces los costos actuales.

El sector industrial emitió directamente aproximadamente 1.500 millones de toneladas métricas de CO2 (o el 23.5% de las emisiones totales de EUA) en 2021, los últimos datos de todo el año proporcionados por la EPA. Los solicitantes del acero están compitiendo con otros sectores industriales, como las industrias química, papelera y de refinación de petróleo, por una porción de los $6,300 millones de dólares en financiación del DOE.

Kevin Dempsey, director ejecutivo del grupo comercial Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI), dijo que los productores de acero están comprometidos con la descarbonización.

«Ya estamos trabajando con hidrógeno», dijo. «El gran obstáculo es: ¿cuándo obtendremos grandes cantidades de hidrógeno verde y cuándo será a un precio competitivo?»

Según un informe de la consultora Global Efficiency Intelligence , el sector siderúrgico estadounidense emite aproximadamente 1 tonelada de CO2 por tonelada de acero producido, lo que lo hace más limpio que la industria siderúrgica de la mayoría de los demás países.

Esto se debe en gran medida a que Estados Unidos, un país altamente industrializado, reproduce una gran cantidad de chatarra de acero con hornos alimentados por electricidad. Esos hornos emiten menos contaminantes que los altos hornos más sucios que producen grados de acero más duros y confiables que a menudo no son posibles de producir con hornos eléctricos.

La fabricación de acero en altos hornos normalmente emite tres veces gases de efecto invernadero: durante el proceso de producción de cal, la cocción del coque de carbón utilizado para reducir el hierro y la combustión de carbón para alimentar la planta.

Muchos representantes del sector siderúrgico dicen que otros países deberían seguir el ejemplo de Estados Unidos y adoptar el reciclaje de chatarra y los hornos eléctricos.

«El resto del mundo en realidad está tratando de hacer que su industria siderúrgica se parezca a la nuestra», dijo Philip Bell, presidente del grupo comercial Steel Manufacturers Association.

Algunos expertos mundiales en energía pintan un panorama más complicado.

“Estados Unidos tiene una de las intensidades de energía y de carbono más bajas por tonelada de acero producida a nivel mundial. Pero esto no se debe a la ambición de la política climática, sino más bien a una peculiaridad de cómo ha evolucionado la industria en Estados Unidos en comparación con otros lugares”, dijo Lehne. «Ha habido una notable falta de apoyo o incentivos gubernamentales para realizar la transición de la [capacidad de producción de acero de alto horno] restante o aumentar la producción de hierro verde».

Bell, aunque aplaudió la financiación del DOE, dijo que es cauteloso con el hidrógeno.

«Va a ser un desafío producir acero con cero emisiones, y también es muy importante saber cuán ambiciosas son algunas de estas declaraciones que están escuchando y algunas de estas empresas», dijo, señalando que el hidrógeno es una sustancia volátil.

“Se requiere una red de centros de hidrógeno, tuberías y sistemas de transporte para llevar el hidrógeno a donde necesita estar para fabricar acero. Y esa infraestructura no existe actualmente”, dijo Bell.

Entre quienes se centran en el acero con cero emisiones en EUA, la atención se está centrando directamente en una startup llamada Boston Metal. La empresa está desarrollando una tecnología de electrólisis que busca eliminar el carbón del proceso de fabricación de acero y no necesita hidrógeno. Boston Metal espera comercializar la tecnología para 2026.

«Realmente hoy en día no hay nada que pueda descarbonizar 2,000 millones de toneladas de acero para 2050. Ese es el tipo de solución que estamos trabajando para desarrollar», dijo Adam Rauwerdink, vicepresidente senior de desarrollo comercial de Boston Metal.

La empresa no presentó una solicitud de financiación para el sector industrial, pero recientemente recibió una subvención del DOE de $50 millones de dólares para producir «cromo metálico ultrapuro».

Williams dijo que la tecnología de Boston Metal «podría revolucionar la fabricación de acero».

Una portavoz del DOE, Katy Sartorius, dijo en un correo electrónico que el departamento está “acercandose a tomar decisiones” para la financiación de $6,300 millones de dólares. Sartorius se negó a responder preguntas sobre cuánto dinero se destinará al acero y para qué tecnologías. El DOE ha dicho que dará a conocer los premios a mediados de marzo.

«Si lo ejecutamos correctamente, no me preocupa que [el sector siderúrgico estadounidense] se atrase en nada», afirmó Crane. «Llevar a toda la industria hacia cero… estamos seguros de que daremos grandes pasos al respecto».

El ‘principal motivador’

Una losa de acero se calienta y se lamina formando una bobina de acero en una fábrica en Portage, Indiana.

H2 Green Steel tiene como objetivo realizar envíos de acero para 2025. Con el apoyo de una subvención de 270 millones de dólares de la Unión Europea , la empresa sueca planea utilizar electrólisis y un horno de arco eléctrico para producir acero con emisiones casi nulas.

«El acero es hierro y carbono, por lo que el carbono siempre será parte del proceso», dijo a E&E News en un correo electrónico Kajsa Ryttberg-Wallgren, directora de crecimiento de la empresa. «El objetivo es hacer que el proceso sea más eficiente para que menos carbono del proceso se queme como CO2».

Ryttberg-Wallgren dijo que las empresas acordaron pagar una prima del 20 al 30% por el H2 Green Steel sobre el acero tradicional.

Sobre todo debate sobre el acero en Estados Unidos se cierne la lucha de décadas de la industria por protegerse de las importaciones extranjeras y del exceso de capacidad global.

Las empresas siderúrgicas apoyan firmemente la aprobación de la “ Ley de Nivelación del Campo de Juego 2.0 ”, un proyecto de ley bipartidista que permitiría al Departamento de Comercio imponer aranceles a los gobiernos que subsidien las operaciones comerciales en un tercer país. El proyecto de ley se ha estancado en ambas cámaras.

China producirá el 55% del acero bruto mundial en 2023 , según la Asociación Mundial del Acero. India produjo el 8%.

Según AISI, Estados Unidos produjo 89.7 millones de toneladas de acero en 2023 e importó 28.2 millones de toneladas, lo que significa que las importaciones representan más de una quinta parte del acero consumido en Estados Unidos. Si bien China e India sólo exportan pequeñas cantidades de acero directamente a Estados Unidos, los representantes del acero dicen que México es un importante centro de transbordo de acero extranjero.

Mientras tanto, continúan las conversaciones entre Estados Unidos y la Unión Europea sobre un club de acero limpio después de que ambas partes renovaron recientemente la suspensión de los aranceles de la era Trump . Pero algunos observadores dicen que es poco probable que las negociaciones, originalmente destinadas a establecer un punto de referencia global para el comercio de acero de bajas emisiones, produzcan resultados significativos debido a las diferencias actuales entre las dos partes.

Inu Manak, experto en política comercial del Consejo de Relaciones Exteriores, dijo que la administración Biden está dando prioridad al acceso al mercado para las empresas estadounidenses en lugar de aumentar el comercio de acero de bajas emisiones.

“Si nos fijamos en las industrias siderúrgicas americanas y europeas, ya son bastante verdes. Pero podrían ser más ecológicos”, afirmó. “Lo que las negociaciones del lado estadounidense han intentado hacer es decir: ‘Mira, somos lo suficientemente ecológicos y en realidad no vamos a aumentar los esfuerzos de descarbonización más allá de eso’”.

La Casa Blanca no respondió a una solicitud de comentarios.

Bell dijo que las conversaciones “se paralizaron porque los europeos no estaban realmente interesados en hablar sobre el clima”.

Ahora, los legisladores de ambos partidos se están uniendo en torno a una legislación llamada “Ley PROVE IT ”, que fue aprobada por el Comité Senatorial de Medio Ambiente y Obras Públicas en enero. El proyecto de ley requeriría que el DOE estudie y determine la intensidad de las emisiones de casi dos docenas de productos fabricados en Estados Unidos, incluido el acero, en comparación con los bienes producidos en otros países.

Algunos grupos conservadores critican el proyecto de ley como una plataforma de lanzamiento para un impuesto al carbono , y los partidarios republicanos están recibiendo quejas , a pesar de que los expertos dicen que tiene como objetivo reducir las importaciones de China e India.

Los productores de acero lo apoyan.

“Los países y las empresas que producen acero sucio y con altas emisiones deberían pagar una prima si no pueden cumplir con los niveles de emisiones que cumplen los productores de acero [nacionales]”, dijo Bell. «Debería haber una prima, y cosas como la ‘Ley PROVE IT’ ayudarán a preparar el terreno para ello».

El futuro de la legislación es incierto. Sus partidarios esperan que la popularidad crezca, incluso si el expresidente Donald Trump, probable contendiente republicano contra el presidente Joe Biden, es reelegido.

El proyecto de ley se alinearía con la postura proteccionista y comercial de línea dura de Trump contra China, según George David Banks, exasesor climático de Trump en la Casa Blanca.

«China es el principal motivador», afirmó Banks. «Incluso si ‘PRUEBALO’ no logra el éxito en este Congreso, al menos una versión de esto sucederá».

 

 

Reportacero

 

 

 

 

Publicaciones relacionadas

Botón volver arriba