Muestra investigación ahorro de emisiones contaminantes descarbonizando acereras
20 de septiembre 2023.- Hasta70 gigatoneladas de emisiones de efecto invernadero dejarían de contaminar al planeta si se procede a descarbonizar las mediante mejoras en plantas siderúrgicas, esto es equivalente a dos años de emisiones globales de carbono.
Lo anterior se desprende de un estudio de la University College London que sugiere que la modernización de las plantas procesadoras de hierro y acero podría reducir las emisiones de carbono hasta en 70 gigatoneladas para 2050.
El estudio subraya la importancia de las actualizaciones oportunas, indicando que adelantar cinco años las modernizaciones para reducir las emisiones podría mejorar el potencial de reducción.
Mejorar o modernizar tempranamente las plantas procesadoras de hierro y acero del mundo podría reducir las emisiones de carbono en hasta 70 gigatoneladas para 2050, lo que equivale aproximadamente a dos años de emisiones globales netas de carbono.
Publicado hoy (20 de septiembre) en la revista Nature , un estudio dirigido por investigadores del University College London (UCL) descubrió que mejorando las instalaciones de producción de hierro y acero del mundo, las emisiones de carbono se pueden reducir en 58.7 gigatoneladas entre 2020 y 2050.
Esto es aproximadamente equivalente a dos años de emisiones globales netas de carbono. Además, descubrieron que adelantar las modernizaciones para la reducción de emisiones cinco años antes de lo habitual reduciría las emisiones en 69.6 gigatoneladas durante ese período.
La producción de hierro y acero contribuye alrededor del 7% del total de las emisiones globales de carbono.
El enfoque de la investigación
Para desarrollar este cronograma, el equipo de investigación creó una base de datos integral de 19,678 unidades de procesamiento individuales ubicadas en 4,883 plantas individuales de hierro y acero en todo el mundo, inventariadas por sus características técnicas, incluidas sus ubicaciones, tecnologías de procesamiento, detalles operativos, estado y antigüedad.
La producción de hierro y acero es un proceso con muchas emisiones de carbono. Los científicos descubrieron que a partir de 2019, el último año del que hay datos disponibles, el 74.5% del acero del mundo se produjo en plantas alimentadas por carbón que liberan considerables emisiones de carbono. Existen tecnologías para reducir estas admisiones, pero las actualizaciones son caras y requieren mucho tiempo, por lo que normalmente sólo se llevan a cabo al final de la vida operativa de una unidad de procesamiento.
Perspectivas de refinamiento y modernización
La refinación también es dura para el equipo, y las unidades de procesamiento individuales dentro de cada planta deben modernizarse periódicamente para prolongar su vida útil. En general, el 43.2% de las plantas siderúrgicas mundiales han sido modernizadas con nuevas tecnologías o han mejorado sus procesos para extender su vida útil. La frecuencia de sus modificaciones depende de la técnica que emplean y de su antigüedad, pero normalmente ocurren después de 15 a 27 años de uso.
El equipo descubrió que si todas las unidades de procesamiento actualmente operativas se modernizaran para incorporar tecnología de bajas emisiones en el momento previsto de su reacondicionamiento, las emisiones totales del sector siderúrgico podrían reducirse en 58.7 gigatoneladas entre 2020 y 2050, pero si todas las reacondicionamientos y las mejoras se adelantaran y completaran cinco años antes, el ahorro total de carbono sería un 16% mayor, a 69.6 gigatoneladas.
Esfuerzos de toda la industria
Según los investigadores, los esfuerzos de mitigación deberán realizarse a nivel de instalación individual, y la descarbonización de toda la industria siderúrgica depende de los esfuerzos realizados por cada planta.
Debido a la complejidad y variedad de métodos involucrados en la producción de acero en todo el mundo, no existe una tecnología o solución de descarbonización única para todo el sector, y cada unidad de procesamiento debe actualizarse individualmente de acuerdo con sus especificaciones técnicas.
El autor principal, el profesor Dabo Guan (Escuela Bartlett de Construcción Sostenible de la UCL), dijo: “Nuestros resultados brindan un contexto vívido a la posibilidad de lograr emisiones netas de carbono cero en la producción de hierro y acero en el futuro.
Al modernizar las plantas existentes con tecnologías bajas en carbono y mejorar la recolección y el reciclaje de chatarra, el sector siderúrgico puede reducir drásticamente sus emisiones de carbono. Este estudio arroja luz sobre las reducciones de emisiones específicas que son posibles dentro de la industria del hierro y el acero”.
Distribución Tecnológica y Recomendaciones
Alrededor del 63% de la producción mundial de acero proviene de algún tipo de alto horno de oxígeno, mientras que la mayor parte de la capacidad restante se produce mediante hornos de arco eléctrico. La mejora del inventario global de altos hornos de oxígeno generará los mayores ahorros netos de carbono, alrededor del 74% del ahorro total de carbono proyectado.
Las mejoras a los hornos de arco eléctrico representarían el segundo mayor ahorro neto de carbono, aproximadamente el 16% del total proyectado, aunque esto puede estar limitado por la cantidad total de chatarra disponible en todo el mundo, ya que la técnica depende del reciclaje de los metales existentes.
Los investigadores esperan que estos datos puedan utilizarse para identificar formas mejoradas de actualizar las plantas siderúrgicas envejecidas con tecnologías de reducción de emisiones para alcanzar emisiones netas de carbono cero más rápidamente.
La compilación de esta base de datos global disponible públicamente sobre plantas de hierro y acero y el seguimiento de todas sus edades y tecnologías ha mejorado significativamente el detalle de los datos sobre las emisiones de carbono de la producción mundial de hierro y acero.
Orientación para responsables de políticas
Los investigadores enfatizan que debido a la amplia gama de métodos de producción y diseños de plantas, los detalles de las actualizaciones individuales y los esfuerzos de mitigación de cada unidad de procesamiento tendrán que realizarse de forma individual.
Su investigación ayudará a los formuladores de políticas a crear una hoja de ruta sobre cuándo y cómo mejorar las plantas de hierro y acero para cumplir con los objetivos de reducción de emisiones.
El primer autor, el estudiante de doctorado Tianyang Lei de la Universidad de Tsinghua, dijo: «Nuestro estudio presenta varias vías de mitigación de emisiones de CO2 a nivel de planta, optimizando cuándo y cómo modernizar cada planta en función de las rutas de procesamiento, el último año de modernización y la vida útil, destacando la importancia de una modernización temprana con tecnologías de descarbonización profunda para lograr emisiones netas de carbono cero para 2050”.
Disparidades geográficas y emisores clave
La base de datos revela otros conocimientos sobre la industria siderúrgica. Las regiones geográficamente diferentes tienden a utilizar diferentes tecnologías y técnicas basadas en las tecnologías y materias primas disponibles en la región.
Algunas de las plantas de producción basadas en carbón que consumen más carbono se concentran en China, Japón e India, mientras que las plantas en Medio Oriente y América del Norte, que tienen mayor acceso a recursos de gas natural, utilizan técnicas que emiten relativamente menos dióxido de carbono.
Las cinco principales plantas siderúrgicas que emiten carbono contribuyen con el 7% del total de emisiones de CO2 de la industria mundial del hierro y el acero, pero sólo representan el 0,1% del total de 4.883 plantas.
Ellos son: Anshan Iron & Steel (China), Posco – Pohang Iron & Steel (Corea del Sur), Shanghai Baosteel (China), Jiangsu Shagang (China), Maanshan Iron & Steel Group (China). Los investigadores dicen que modernizar estas plantas para reducir sus emisiones de carbono demostraría la viabilidad de otras plantas similares.
Referencia: “Emisiones globales de CO2 y vías de neutralidad de carbono de las plantas siderúrgicas” por Tianyang Lei, Daoping Wang, Shijun Ma, Weichen Zhao, Can Cui, Jing Meng, Xiang Yu, Qiang Zhang, Shu Tao y Dabo Guan, 20 de septiembre de 2023, Naturaleza DOI
La investigación fue dirigida por la UCL y realizada en colaboración con la Universidad de Tsinghua, la Universidad de Pekín y el King’s College de Londres.
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