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Instan a explorar nuevas alternativas para producir acero verde

30 de enero de 2024.- ¿Qué sigue para las tecnologías de acero verdes? cuestiona Daniel Carvalho, Director de Investigación Global, Procesamiento de Metales y Minería en Wood Mackenzi.

La exploración de alternativas a la chatarra, minerales de hierro de alta ley y rutas actuales de producción de acero, contesta.

La transición de la fabricación de acero hacia procesos más sostenibles será crucial para reducir las emisiones globales. Sin embargo, las tecnologías comercialmente viables actuales pueden requerir avances tecnológicos significativos para que la producción de acero desempeñe su papel en el cumplimiento de los objetivos de cero emisiones netas.

Recientemente presentamos un seminario web sobre «¿Qué sigue para las tecnologías de acero ecológicas?» . Complete el formulario en la parte superior de la página para descargar las diapositivas de nuestra presentación o siga leyendo para obtener una descripción general rápida.

¿Cuáles son las rutas tecnológicas clave de fabricación de acero existentes?

El proceso de alto horno-horno básico de oxígeno (BF-BOF) domina actualmente la fabricación de acero, principalmente porque es de bajo costo y puede aceptar de manera flexible una variedad de calidades de mineral de hierro. Sin embargo, es difícil descarbonizar, lo que presenta un desafío para la industria que aspira a ocupar su lugar en un futuro con bajas emisiones de carbono.

La tecnología de horno de arco eléctrico (EAF) produce muchas menos emisiones; como resultado, su popularidad está creciendo rápidamente y se prevé que alcance casi la paridad con la producción de BF-BOF para 2050. La fabricación de acero mediante el proceso EAF utiliza material de desecho como materia prima metálica primaria y puede reducir las emisiones entre un 75% y un 80% en comparación con BF-BOF convencionales. Sin embargo, los EAF no utilizan directamente insumos de mineral de hierro, compiten cada vez más por una reserva mundial limitada de chatarra y requieren insumos de mineral de hierro de alta calidad para metales a base de minerales como el DRI. Por lo tanto, es probable que reducir las emisiones en la cadena de valor del acero requiera un enfoque multitecnológico que incorpore rutas de fabricación de acero más allá de los procesos de producción de hornos de arco eléctrico existentes.

¿Cuáles son las posibles rutas hacia la fabricación de acero con bajas emisiones de carbono?

La combinación de hidrógeno verde con hierro de reducción directa (DRI) se destaca como la ruta preferida para muchos hacia la fabricación de acero con bajas emisiones de carbono. El uso de hidrógeno verde en lugar de gas natural o carbón para producir DRI como materia prima metálica elimina las fuentes de carbono del proceso de fabricación de acero y es la ruta más cercana a la neutralidad de carbono. Como resultado, se proyecta que la participación de DRI en la mezcla metálica se duplicará con creces para 2050.

El panorama actual de DRI se basa predominantemente en el gas (80%), y el resto de las instalaciones basadas en carbón se concentran en gran medida en India y China. Es probable que cualquier cambio hacia el hidrógeno verde como materia prima para la producción de DRI sea una evolución gradual, en la que el gas natural cerrará la brecha hacia un futuro del hidrógeno verde.

El proceso del horno de fundición eléctrico-horno de oxígeno básico (ESF-BOF ) es otra solución potencial que podría cerrar la brecha entre las tecnologías EAF y BF-BOF existentes. El proceso inicial del ESF utiliza electricidad, en lugar de carbón/coque, como combustible como un EAF, pero a diferencia del proceso EAF, puede aceptar DRI producido con minerales de hierro de baja y media ley como materia prima. El metal caliente líquido producido por ESF puede luego transformarse en acero en un horno de oxígeno básico tradicional. Es posible que ESF-BOF se implemente en las instalaciones de BF-BOF utilizando las huellas de BOF existentes, lo que ayudará a reducir el uso de altos hornos y las emisiones, al tiempo que reduce el gasto de capital, la complejidad operativa y el tiempo de ejecución del proyecto.

La tecnología ESF ofrece a los fabricantes de acero una mayor flexibilidad. Pueden utilizar su propio DRI o comercializar todas las gamas de productos DRI según su análisis de valor en uso (VIU); por el contrario, los productores de DRI-EAF están técnicamente limitados a productos de mineral de hierro de alta calidad.

La tecnología actual de horno de arco eléctrico (EAF) requiere materia prima de alta calidad, lo que limita su potencial.

¿Descarbonización a qué costo?

La competitividad de costos de los diferentes procesos de fabricación de acero seguirá siendo un factor importante y, en última instancia, puede depender de cómo evolucionen las estructuras de precios del carbono. Sin un precio riguroso del carbono, es probable que el BF-BOF tradicional siga siendo la ruta de menor costo para la producción de acero en la mayoría de las regiones del mundo.

El DRI-ESF-BOF podría alcanzar casi la paridad de costos con el DRI-EAF tradicional a largo plazo; en algunos casos, incluso podría ser más barato, dependiendo de la dinámica regional y de si el combustible utilizado es gas natural o hidrógeno.

Comparación del desglose de los costes de producción de acero en la UE en 2023 y 2050

La DRI de hidrógeno cuesta un 30% más que la DRI de gas y es incluso más cara en comparación con las unidades de DRI de carbón en la India. Las medidas económicas y los aumentos industriales deberían reducir esta brecha de costos para 2050, pero importantes incentivos ecológicos y políticas estrictas de impuestos al carbono serán esenciales para una mayor mitigación de costos.

Posibles centros para acero basado en DRI

Prevemos siete centros potenciales para la producción de acero basada en DRI para 2050. Cada uno tendrá una combinación tecnológica y un cronograma de desarrollo distintos. Es probable que Oriente Medio, China, Australia y Europa lideren las adiciones de capacidad de DRI. Estados Unidos y Brasil verán cierta tracción, pero el elevado uso de chatarra puede frenar la demanda de DRI. Esperamos que la India pase de la IRD basada en carbón a la de gas sólo gradualmente, lo que limitará su contribución potencial a la producción de acero ecológico.

Hacer realidad la revolución del acero verde

Descarbonizar la industria siderúrgica mundial es complejo y requerirá innovación tecnológica, apoyo político (incluidos impuestos sólidos al carbono e incentivos ecológicos atractivos) e inversiones significativas. El lanzamiento del acero verde dependerá de múltiples factores, incluida la calidad del mineral de hierro, la disponibilidad de hidrógeno y gas natural, las fuentes de energía renovables, las complejidades de la fijación del precio del carbono y el legado de los marcos de acero existentes.

Los desafíos son sustanciales y no deben ignorarse; Incluyen un suministro limitado de mineral de hierro de grado DR, obstáculos para la electrificación y la escalabilidad de la producción de hidrógeno, preocupaciones logísticas y los altos costos generales de la ecologización. Sin embargo, la recompensa potencial es significativa: un mundo más limpio y sostenible.

 

 

Reportacero

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