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Reduciría 54% emisiones uso de hidrógeno en producción de acero en 2050

27 de noviembre de 2023.- El acero verde procedente del hidrógeno podría provocar una caída de las emisiones del 54% en 2050.

La industria del acero es uno de los mayores contribuyentes a las emisiones globales de carbono, representando el 7% de las emisiones totales en 2019. Si no se controla, se pronostica que las emisiones aumentarán un 44% para 2050.

Sin embargo, existe otra opción en la que las emisiones podrían reducirse un 54% para 2050: el acero verde a partir de hidrógeno de cero emisiones . El desafío para los inversores y la industria es el costo. Se estima que producir acero ecológico a partir de hidrógeno sin emisiones requerirá una inversión de 2,8 billones de dólares.

Las emisiones cero, o hidrógeno “verde”, pueden actuar como catalizador para acelerar la descarbonización de otras industrias, incluidas las de fertilizantes, transporte y fabricación de vidrio. El uso de hidrógeno como fuente de energía no es nuevo; lo que ha cambiado es la dramática disminución del costo de la energía renovable y las expectativas de que las economías de escala reducirán el costo de los electrolizadores necesarios para producir hidrógeno verde.

El mercado mundial del acero

Se estima que la demanda mundial de acero en 2022 será de 1,800 millones de toneladas (b/t). Se pronostica que la demanda de acero crecerá a 2.5-2.8 b/t para 2050, basándose en supuestos sobre el consumo de acero per cápita a medida que las economías se desarrollen y maduren.

Las existencias de acero per cápita se estiman en 12 toneladas en Estados Unidos, 7.5 toneladas en China y 4,5 toneladas en el resto del mundo. Dadas las necesidades de industrialización de la India y la región de Medio Oriente y África del Norte, es poco probable que los supuestos sobre la demanda decepcionen.

Los pronósticos de una demanda adicional de mil millones de toneladas de acero a nivel mundial para 2050 son plausibles una vez que la economía global continúe expandiéndose y más economías se industrialicen.

Como tal, es poco probable que la principal palanca para que la industria del acero se descarbonice provenga de una menor demanda; más bien, la industria tendrá que adoptar nuevos procesos de producción, incluida la producción de acero a partir de hidrógeno sin emisiones.

Esto es de relevancia global, ya que sin la descarbonización de la industria del acero, los países no lograrán sus compromisos netos cero.

Emisiones y fuentes de carbono del acero

Por cada tonelada de acero producida, el promedio mundial de emisiones de carbono es de 1.85 toneladas.

A medida que las economías maduran, la materia prima utilizada en la producción de acero cambia y, con ella, la intensidad de carbono. En los mercados desarrollados, donde el stock de capital de acero es alto, la chatarra de acero es la principal materia prima para la producción de acero en un horno de arco eléctrico (EAF).

La intensidad de carbono del acero producido mediante EAF es de 0.4 toneladas de dióxido de carbono (CO2) por tonelada de acero. En los mercados emergentes, donde el stock de capital de acero es bajo y existe una mayor dependencia del uso de mineral de hierro y carbón en un alto horno, la intensidad de emisión es de 2.3 toneladas de CO2 por tonelada de acero producida.

Esto contrasta con el acero producido a partir de mineral de hierro de reducción directa (DRI) utilizando hidrógeno verde, que emite apenas 0.1 toneladas de emisiones de CO2. El carbón es la principal fuente de emisiones de carbono en el proceso “tradicional” de fabricación de acero, dividida entre emisiones directas e indirectas.

El cambio a la fabricación de acero a base de hidrógeno, o “acero verde”, elimina aproximadamente el 90% del carbono liberado en comparación con la operación tradicional de altos hornos y altos hornos de oxígeno. Cuando se produce acero a partir de hidrógeno verde, el alto horno se sustituye por un horno de reducción fluidizada. El hidrógeno actúa como agente reductor cuando se agrega al mineral de hierro y desencadena una reacción química que separa o reduce el oxígeno en el mineral de hierro, produciendo DRI.

Los obstáculos del acero verde

En muchos países se están construyendo o en fase avanzada de planificación plantas siderúrgicas ecológicas. Sin embargo, hay varios obstáculos que superar antes de que la tecnología pueda adoptarse ampliamente. Incluyen:

  • Suministro de hidrógeno
  • Acceso a energías renovables
  • Capacidad del electrolizador
  • Suministro de mineral de hierro de alta ley
  • Costos hundidos de los altos hornos

Planes de acero ecológico regionales y nacionales

Actualmente, Europa está a la vanguardia de la producción de acero ecológico, gracias a los bajos costos de la energía renovable en países seleccionados y a políticas gubernamentales de apoyo. Sus emisiones de carbono derivadas del acero ya están por debajo del promedio mundial, con 1.1 toneladas de CO2 por tonelada de acero. Esto se debe a su gran stock de acero per cápita y al elevado uso de chatarra (50%) en la producción de acero.

La Ley de Reducción de la Inflación de EUA ofrece incentivos para que las empresas produzcan hidrógeno; sin embargo, dado el bajo costo del gas de esquisto, es probable que la atención se centre en el hidrógeno producido a partir del gas.

India planea alcanzar su compromiso de emisiones netas cero para 2070, 20 años después de lo necesario para limitar el ritmo del calentamiento global a menos de 1.5°-2°C. La descarbonización de la industria siderúrgica de la India requerirá transferencia de tecnología, potencialmente ayudada por una futura aceleración de sus compromisos netos cero.

Las empresas siderúrgicas chinas también tienen planes de descarbonización, pero no están tan avanzados como los de otros mercados asiáticos o desarrollados y dependen del hidrógeno producido a partir de gas como combustible de transición.

Seguimos debatiendo con estas empresas si invertir en tecnología no probada, como la captura y almacenamiento de carbono para producir hidrógeno producido a partir de gas, es el mejor uso del capital escaso.

Somos optimistas en cuanto a que el cambio al acero ecológico que utiliza hidrógeno como reductor y fuente de calor se producirá en los mercados desarrollados.

Sin embargo, como los impulsores del aumento previsto de 1,000 millones de toneladas en la demanda de acero para 2050 se concentrarán en los mercados emergentes, estos países necesitarán apoyo y transferencia de tecnología para que el desafío de la descarbonización en la industria siderúrgica mundial tenga éxito.

 

 

Reportacero

 

 

 

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