Acciaio a impatto zero? Possibile, grazie all’idrogeno
NOVOKUZNETSK, RUSSIA - MAY 14, 2021: A steelworker in a converter shop at the EVRAZ ZSMK steel mill. Sergei Bobylev/TASS (Photo by Sergei Bobylev\TASS via Getty Images)
Ridurre le emissioni di CO2 è uno degli obiettivi principali (auto)imposti alle Case costruttrici. Ciò si può fare in molti campi della produzione vetture. Tra questi la produzione di H2GS (Hydrogen Green Steel), un nuovo modo di produrre acciaio potenzialmente privo di CO2.
Il primo impianto pilota di produzione di H2GS è della SSAB, un produttore svedese di acciaio sostenuto da Mercedes-Benz, che ha acquisito una partecipazione azionaria dell’azienda.
L’acciaio è un materiale fondamentale per le auto, ma produrlo genera una grande quantità di CO2. Si stima infatti che la produzione di acciaio sia responsabile di circa il 6-7% delle emissioni colpevoli dell’effetto serra. Il processo di fusione della base dell’acciaio produce 1,7 tonnellate di CO2 per ogni singola tonnellata prodotta di acciaio finito.
Da dove arriva questa CO2? Non solo dalla quantità di energia utilizzata nella produzione. Infatti, la maggior parte arriva dalla reazione chimica che avviene durante la fusione del minerale. L’acciaio è una lega di ghisa, carbonio e altri additivi, diversi un base al tipo di acciaio che si vuole produrre (per esempio aggiungendo il cromo si crea l’acciaio inossidabile).
Il primo passo è produrre ghisa dal minerale di ferro in un altoforno. Il minerale viene miscelato con coke di alta qualità (prodotto riscaldando il carbone ad alte temperature) e l’ossigeno viene fatto saltare attraverso di esso per generare temperature molto elevate.
Il coke ha un’alto contenuto di carbone, brucia producendo monossido di carbonio (CO). Quindi gli atomi di ossigeno dell’ossido di ferro si combinano con il monossido di carbonio producendo anidride carbonica (CO2).
Sembra così che il legame tra CO2 e acciaio sia qualcosa di inevitabile, ma l’H2GS viene prodotto usando un nuovo metodo chiamato H-DR (Hydrogen Direct Reduction). In chimica, il processo in cui a un ossido come l’ossido di ferro viene rimosso l’atomo di ossigeno viene chiamato riduzione.
H-DR signidica che invece di una riduzione in due passaggi, dove il CO viene prima prodotto e poi prende un atomo di ossigeno dall’ossido di ferro per produrre CO2 e ghisa, l’idrogeno usato per alimentare la fornace si combina direttamente con l’ossido di ferro producendo acqua e ghisa, senza CO2.
SSAB, con LKAB e Vattenfall, sta lavorando su questo processo dal 2016, quando le tre aziende hanno iniziato una joint-venture chiamata Hybrit. L’obiettivo è realizzare acciaio libero da elementi fossili entro il 2035. Così facendo la joint-venture si aspetta di ridurre le emissioni di CO2 in Svezia del 10% e in Finlandia del 7%. Naturalmente, per essere a impatto zero, tutta l’energia usata, compresa quella per la produzione di idrogeno, dovrà arrivare da fonti rinnovabili.