Requiere Industria del acero elevar reciclaje para mejorar proceso de descarbonización
25 de enero de 2024.- Parta Chris Bataille, analista de políticas energéticas y climáticas, e investigador adjunto en el Centro de Política Energética Global de Columbia y para Gernot Wagner, economista climático de la Columbia Business School, la industria del acero, que representa el 10% de las emisiones globales de dióxido de carbono, requiere de reciclar más productos de acero.
El conocimiento del proceso químico básico para producir hierro es más antiguo que la tabla periódica: mineral de hierro + carbón = hierro + dióxido de carbono. Esa última parte (el dióxido de carbono) ha puesto a la industria del hierro y el acero en el punto de mira por su contribución al cambio climático.
El acero (una aleación de hierro y carbono) por sí solo representa alrededor del 8% de las emisiones globales anuales de dióxido de carbono, y mucho más del 10% si se incluyen las emisiones de la industria provenientes de la generación de electricidad y la minería del carbón.
Afortunadamente, es técnicamente posible y económicamente viable eliminar casi todo el dióxido de carbono procedente de la fabricación de hierro y acero para mediados de siglo. Sin embargo, llegar allí requerirá un impulso político específico.
La clave es primero identificar la fuente primaria de emisiones. Más del 80% resulta del paso inicial: extraer el mineral de hierro, que se compone en gran parte de hierro y oxígeno, y separar químicamente el oxígeno. El principal ingrediente utilizado para lograr esta “reducción” es el carbón, que por supuesto genera enormes cantidades de dióxido de carbono. En este punto, convertir hierro en acero se convierte en un proceso comparativamente bajo en carbono.
Entonces, una forma de reducir las emisiones de la industria es evitar ese primer paso reciclando más productos de hierro y acero de los que hacemos actualmente. Si bien la tasa de reciclaje de hierro y acero ronda el 80-90% en Estados Unidos y más del 80% a nivel mundial, el hecho es que el acero es 100% reciclable. Reciclarlo todo significa presionar a los diseñadores para que fabriquen productos que sean más fáciles de desmontar, para eliminar más fácilmente el cableado de cobre y otros contaminantes.
Otro factor importante es la eficiencia básica de los materiales: utilizar menos acero en primer lugar, y los arquitectos e ingenieros estructurales minimizan su uso en sus diseños. Los gobiernos, el mayor comprador de infraestructura, tienen un papel evidente que desempeñar en este sentido. Pero también lo hacen las profesiones de arquitectura e ingeniería, así como los fabricantes de automóviles.
El acero podría convertirse en el ejemplo de la economía circular, pero sólo si los gobiernos introducen políticas dirigidas a cada paso de la cadena de suministro del acero. Tanto el reciclaje como la eficiencia de los materiales añaden complejidades físicas, logísticas y de gestión, lo que implica que las industrias no los adoptarán automáticamente, incluso si en última instancia reducen los costos. Eso significa mejorar los códigos de construcción y fabricación de vehículos (sin dejar de tener en cuenta las mayores compensaciones con otros materiales, incluidos el vidrio, el cemento y los metales como el aluminio) y obligar a los consumidores de acero a reciclar toda la chatarra.
Descarbonizar la próxima generación de plantas siderúrgicas requerirá un tipo diferente de impulso gubernamental para permitir grandes inversiones de capital nuevas. Esto no es tarea fácil. Debemos reemplazar el alto horno de antaño y el horno de oxígeno básico como caballos de batalla de la producción de hierro y acero.
Cuando se trata de convertir hierro en acero, los hornos de arco eléctrico son una solución eficaz y ahora representan más del 70% de la producción de acero en Estados Unidos, frente al 15% en 1970 y poco menos del 50% en 2000. Para reemplazar los altos hornos que utilizan carbón, actualmente hay dos opciones: hornos que dependen del hidrógeno bajo en carbono para extraer oxígeno del mineral de hierro y nuevos procesos electroquímicos que pueden hacerlo con electricidad.
Las variaciones de la opción basada en hidrógeno (desarrollada por primera vez en la década de 1970) representan actualmente el 5% de la producción mundial de acero, pero todavía son más caras que los altos hornos tradicionales. Los costos adicionales ascienden a alrededor de 200 a 300 dólares por tonelada de dióxido de carbono evitado, que es dos o tres veces el precio del carbono vigente en Europa y significativamente más alto que los precios del carbono en casi cualquier otro lugar. Aunque esos precios bien pueden estar justificados desde una perspectiva climática, serán necesarias intervenciones políticas para atraer a los mercados.
Pero si bien la descarbonización del acero se beneficiaría de precios altos y sostenidos del carbono, lo que realmente necesita es una estrategia política que sea a la vez más amplia y más enfocada. La tarea inmediata es construir la primera ola de plantas con emisiones cercanas a cero para que puedan convertirse en el nuevo estándar.
La primera planta de acero de hidrógeno limpio del mundo está siendo construida por H2 Green Steel en Boden, justo al sur del Círculo Polar Ártico en Suecia, que cuenta con condiciones políticas casi perfectas para ello. No sólo los sectores energético y siderúrgico de Suecia están cubiertos por el sistema de comercio de emisiones de la Unión Europea; pero, gracias a las grandes centrales hidroeléctricas heredadas y a los nuevos parques eólicos, el norte de Escandinavia tiene abundante electricidad baja en carbono. También es barato, lo que permite un acuerdo de compra de energía a largo plazo con la noruega Statkraft para suministrar energía a menos de 0,03 dólares por kilovatio-hora.
Precios de la electricidad inferiores a 0,03 dólares, factibles dado que la mayor parte de la electricidad proviene de la energía eólica y (especialmente) solar, permitirían a la nueva empresa Electra, con sede en Colorado, alcanzar el equilibrio con su enfoque electroquímico para la producción tradicional de hierro. Actualmente, la empresa está financiada con 85 millones de dólares de capitalistas de riesgo, que están dispuestos a asumir más riesgos que los inversores promedio.
Los formuladores de políticas pueden y deben intervenir para ayudar a que tecnologías como H2 Green Steel y Electra despeguen. Deberían ir más allá de las políticas climáticas básicas para toda la economía y centrarse en proporcionar electricidad de bajo costo y bajas emisiones de carbono y en reducir los costos de capital de las nuevas tecnologías. La Ley de Reducción de la Inflación de Estados Unidos ayuda a lograr lo primero; pero tampoco llega a apoyar directamente las tecnologías revolucionarias de fabricación de hierro. En todo caso, podría perjudicar, ya que subsidia la investigación del hidrógeno y la captura de carbono en lugar de la fabricación de hierro y acero con bajas emisiones en términos más generales.
Una vez que las finanzas privadas se familiaricen con las nuevas tecnologías, los costos adicionales serán manejables. Pero los proyectos pioneros en su tipo son inherentemente riesgosos y necesitan apoyo. Con ese fin, un crédito fiscal a la producción específicamente para el hierro de bajas emisiones sería de gran ayuda.
El tiempo es la esencia. La gran flota de altos hornos antiguos con alto contenido de carbono de Asia representa el 75% de la producción mundial de hierro y deberán someterse a un costoso mantenimiento de revestimiento en la década que comienza en 2025. Dado que el revestimiento cuesta hasta el 80% de la construcción de un alto horno desde cero, hay una gran oportunidad para invertir en tecnologías más nuevas y mejores. Europa y Estados Unidos pueden ayudar con los subsidios del Mecanismo de Ajuste de Carbono en Frontera de la UE y la Ley de Reducción de la Inflación de EE.UU., respectivamente. Pero, para demostrar el valor de las nuevas tecnologías, los gobiernos deben realizar inversiones cada vez más directas en ellas, y pronto.
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