Een proefproductiefaciliteit voor staal met een lage-koolstofuitstoot in Noord-Zweden zou de CO2-uitstoot van de industrie drastisch kunnen verminderen
In juni 2018 vond een symbolische baanbrekende -ceremonie plaats op de locatie van een proefstaalfabriek in Luleå, Noord-Zweden. Het markeerde het begin van een project waarvan men hoopt dat het uiteindelijk zal leiden tot een revolutie in de staalproductie: de reductie van de CO2-uitstoot van de fabriek tot vrijwel nul.
Het project, genaamd HYBRIT – HYdrogen BReakthrough Ironmaking Technology – heeft tot doel de cokes die traditioneel wordt gebruikt bij de staalproductie te vervangen door waterstof die wordt geproduceerd uit hernieuwbare elektriciteit. Zowel cokes als waterstof kunnen worden gebruikt als reductiemiddel om onzuiverheden uit ijzererts te verwijderen. Bij de traditionele staalproductie reageert de koolstof in cokes met de zuurstof in ijzererts om koolstofdioxide te vormen. Als waterstof wordt gebruikt in plaats van cokes, reageert het met de zuurstof in ijzererts en vormt… waterdamp.
"Zweden heeft goede toegang tot hernieuwbare elektriciteit, gemakkelijke toegang tot water, Europa's ijzererts van de hoogste- kwaliteit en een gespecialiseerde, innovatieve staalindustrie"
Mårten Görnerup, CEO van HYBRIT
Degenen die bij het project betrokken zijn, geloven dat het het potentieel heeft om de staalindustrie in Zweden en elders aanzienlijk koolstofvrij te maken. De staalindustrie als geheel heeft er voortdurend naar gestreefd de efficiëntie van haar processen te verbeteren, en de productie van een ton staal kost nu 40% van de energie die in 1960 nodig was.
HYBRIT is een joint venture tussen SSAB, de grootste staalproducent in Scandinavië, LKAB, Europa's grootste ijzerertsproducent, en Vattenfall, een van Europa's grootste elektriciteitsproducenten. Als het project succesvol is, heeft het de potentie om de totale Zweedse CO2-uitstoot met 10 procent te verminderen, en die van Finland met zeven procent.
Mårten Görnerup, CEO van de joint venture, legt de tijdlijn van het project uit: "Een pre-haalbaarheidsstudie begon in 2016 en nu bouwen we de proeffabriek en zullen we tests uitvoeren tussen 2020 en 2024.
"Tegen 2028 zullen we opschalen naar een demonstratiefabriek die maandenlang als industriële faciliteit zal functioneren. Als alles goed gaat, is het doel om in 2035 een industrieel proces te hebben."
De symbolische baanbrekende stap voor het HYBRIT-project, dat de CO2-voetafdruk van de staalproductie-aanzienlijk zou kunnen verkleinen
Juiste plaats, juiste tijd
Momenteel wordt het grootste deel van de waterstof geproduceerd via een proces dat stoomreforming wordt genoemd, waarbij stoom op hoge temperatuur wordt gebruikt om waterstof te extraheren uit aardgas, een fossiele brandstof. Het bijzondere aan het HYBRIT-proces is dat alle waterstof wordt verkregen door een elektrische stroom door water te laten gaan in de zogenaamde elektrolyse. Hoewel dit energie-intensief is, is de CO2-uitstoot in het hele proces verwaarloosbaar als de benodigde elektriciteit uit hernieuwbare bronnen kan worden gehaald.
Door een combinatie van factoren was Zweden dan ook een ideale locatie voor HYBRIT. "Zweden heeft goede toegang tot hernieuwbare elektriciteit, gemakkelijke toegang tot water, ijzererts van de hoogste- kwaliteit van Europa en een gespecialiseerde, innovatieve staalindustrie", zegt Gornerup. "De ondertekening van het Akkoord van Parijs en het besluit in het nationale parlement dat Zweden in 2045 de fossiele brandstoffen voor de elektriciteitsproductie geleidelijk zal afschaffen, betekent dat de timing ook perfect is."
De installatie zal worden gebruikt voor experimentele campagnes om de optimale omstandigheden voor reductie te vinden. Het werk zal een duidelijker inzicht geven in wat er gebeurt binnen een onderling verbonden industrieel systeem en hoe een efficiënt productieproces kan worden bereikt.
Martin Lindqvist, president en CEO van SSAB, voegt hieraan toe: "HYBRIT is een belangrijk onderdeel van de weg naar de duurzaamheidsdoelstellingen van SSAB, en het rapport van de pre-haalbaarheidsstudie laat niet alleen zien dat het mogelijk is om dit initiatief uit te voeren, maar het kan ook opwindende toekomstige kansen voor ons als bedrijf creëren. We willen deel uitmaken van de oplossing voor het probleem van de klimaatverandering."
Vattenfall exploiteert een aantal waterkrachtcentrales
Het tellen van de kosten
HYBRIT werd uitgebreid ondersteund door de Zweedse regering en ontving in juni de grootste financiële bijdrage ooit van het Zweedse Energieagentschap voor een proefproject – in totaal 528 miljoen Zweedse kroon, wat neerkomt op 51,3 miljoen euro.
Hoewel uit eerste onderzoek blijkt dat de productiekosten van HYBRIT ongeveer 20 tot 30 procent hoger zullen zijn dan die van traditionele staalproductieprocessen, wordt verwacht dat die kloof in de loop van de tijd kleiner zal worden, met het potentieel voor stijgende kosten voor de uitstoot van kooldioxide via het emissiehandelssysteem van de Europese Unie, en een verwachte daling van de kosten van hernieuwbare energie.
Als HYBRIT succesvol is, kunnen de gevolgen voor de toekomst van de staalproductie wereldwijd aanzienlijk zijn. Görnerup concludeert: "We betreden een nieuw tijdperk voor de staalindustrie. Uiteraard vereist de technologie grote hoeveelheden goedkope hernieuwbare elektriciteit, die momenteel niet in alle delen van de wereld beschikbaar is. Maar het verminderen van ijzererts zonder gebruik te maken van cokeskolen zou een enorme verschuiving in de industrie betekenen en grote positieve gevolgen hebben in onze strijd tegen de mondiale klimaatverandering."
