Vejen til grønt stål

Stålproduktion er en af de industrier, der forurener mest i verden. I lyset af den stigende klimakrise og de store miljømæssige udfordringer var der behov for en ændring med fokus på bæredygtighed. Ændringen vil bestå af innovation og cirkulær tænkning. Men det er en lang og besværlig vej, der kræver innovation gennem hele produktets livscyklus – fra design til genbrug.

Klimaændringer og miljøkatastrofer er en af de største udfordringer for menneskeheden, og stålindustrien spiller en vigtig rolle her. I en rapport fra 2014 konkluderede IPCC, at stålproduktionen tegnede sig for 5 % af alle drivhusgasser. For at sætte dette i perspektiv tegner luftfartsindustrien sig for 2 % af de globale emissioner.

Naturligvis skal stålproducenterne og de utallige industrier, der bruger stål i deres produktion, forholde sig til bæredygtighed i almindelighed og klimaændringer i særdeleshed. Heldigvis er der måder at gøre det på.

Innovationer i stålproduktionen

Der er nogle grunde til optimisme i branchen. For det første produceres stål på en langt mere effektiv måde i dag end nogensinde før. Den energi, der anvendes til fremstilling af stål, er faldet drastisk i løbet af de sidste 50 år, og der er stadig plads til forbedringer. Mængden af stål fremstillet af skrot er stigende, og over en tredjedel af verdens stålproduktion kommer i dag fra genbrugsmaterialer.
Ifølge Max Åhman, lektor ved Institut for Miljø- og Energisystemer Studier ved Lunds Universitet, er udviklingen positiv, men ikke tilstrækkelig til at imødegå de miljømæssige udfordringer, vi står over for. Han mener, at der skal udvikles avancerede teknologier, hvis stålet skal blive en virkelig bæredygtig ressource.

"Vi kan og vil øge mængden af genanvendt stål," siger Max Åman.

Hvis stålet smeltes i en bueovn ved hjælp af vedvarende elektricitet, vil emissionerne være tæt på nul. Men selv om dette er en farbar vej, kan vi ikke udelukkende regne med genanvendt stål. For det første fordi efterspørgslen efter stål stiger globalt, hvilket betyder, at vi fortsat har brug for mere nyproduceret stål. For det andet er der kvalitetsproblemer. Det er ikke altid muligt at producere specialstål og andre stålkvaliteter med kun genanvendt stål.

"Det er muligt at tale om energieffektivitet og klimapåvirkning," siger Åhman. Men vi er også nødt til at tage de langsigtede udfordringer alvorligt og fokusere på ting, der er vanskelige at opnå. Vi må spørge os selv, om vi skal udskifte alle lysbueovne, og i bekræftende fald til hvad?

Næsten nul emissioner

Åhman mener, at de teknologiske innovationer i stålindustrien, der har den bedste chance for succes, handler om at erstatte kulfyrede højovne med metoder baseret på vedvarende brændstoffer.
Der gennemføres pilotundersøgelser på dette område i samarbejde mellem forskellige statslige og private aktører i Sverige (HYBRIT) samt i Tyskland (SALCOS). Begge projekter har udviklet metoder, der bruger elektricitet fra vedvarende energi til at producere brint som erstatning for kokskul i reduktionsfasen for stålproduktion.

Biproduktet af denne metode er vand i stedet for kuldioxid, hvilket teoretisk betyder, at det er muligt at producere stål uden næsten ingen emissioner overhovedet.

"Der er ingen tekniske spørgsmålstegn her," Siger Åhman. Vi har opnået direkte brintreduktion i en elektrolytisk proces. Det er endnu uvist, om det kan gøres i større målestok på en omkostningseffektiv og integreret måde.

Processen hæmmes af, at der snart skal træffes langsigtede beslutninger. I betragtning af de lange investeringscyklusser i branchen, vil investorerne snart nødt til at beslutte, hvor de ønsker at være i 2050.

"Hvis højovne skal udskiftes med brintbaseret direkte reduktion, skal det være besluttet inden 2025. Det er den tidsramme, vi skal spille på," slutter Åhman.

Livscyklusanalyse

Stål er overalt i vores moderne samfund, og derfor er det ikke kun muligt at fokusere på selve produktionen, da den ikke giver et fuldstændigt billede af stålets rolle i en bæredygtig fremtid. Karin Östman er rådgiver i miljøspørgsmål hos den svenske stålindustris brancheforening, Jernkontoret. Hun slår til lyd for livscyklusvurdering (LCA) som et redskab til en bedre forståelse af forholdet mellem stål og bæredygtighed.

Ved hjælp af livscyklusanalyser er det muligt at foretage mere nøjagtige beregninger af et produkts miljøpåvirkning, fra vugge til grav. Ved at analysere produkternes samlede livscyklus får du et billede af deres miljøpræstationer og kan dermed vælge en bedre og mere bæredygtig vej. Takket være de teknologiske fremskridt kan stål endda spille en positiv rolle, når det gælder bæredygtighed.

"Et eksempel kunne være udviklingen af højstyrkestål," forklarer Östman. Når højstyrkestål anvendes i biler, reduceres bilernes vægt, hvilket gør dem mere brændstofeffektive. På denne måde hjælper stål med at reducere energiforbruget i hele kæden.

"Det er også nemt at glemme, at bæredygtighed ikke kun handler om at reducere udledningerne," siger Karin Östman.

Bæredygtighed handler om at beskytte en beboelig planet, eller som FN forklarer i sine globale bæredygtighedsmål, "beskyttelse af planeten og forbedring af liv og fremtidsudsigter for alle, overalt". Det er ifølge Östman et synspunkt, som mange i stålindustrien er en del af.

"Jernkontorets vision er, at stålindustrien i Sverige ikke skal producere noget, der ikke skaber værdi for samfundet fra 2050," siger hun. Det handler ikke kun om nulemissioner og affaldsminimering, men også om at bidrage til et bedre samfund. At kunne tilbyde gode karrieremuligheder og sikrere og mere retfærdige arbejdspladser er en vigtig del af vores vision.

Bæredygtigt stålforbrug

Selv om det vil tage flere år, før det "grønne" stål, som Max Åhman beskriver, bliver kommercielt tilgængeligt, er der andre bæredygtige alternativer for producenter og ingeniører. Takket være Jernkontorets livscyklusbaserede tilgang til bæredygtighed er det muligt at identificere muligheder for forbedringer.

Det er helt afgørende at gøre livscyklusanalyse til en central del af designprocessen. Mange lande, mellemstatslige og ikke-statslige organisationer for livscyklusvurderingerne for at beregne virkningen af deres produkter og input. Dataene i databaserne er omfattende og omfatter miljøpåvirkninger fra råmaterialer, produktion, transport, slutanvendelse til slutningen af produktets livscyklus.

Disse data stiller omfattende livscyklusvurderinger til rådighed for mange forskellige typer produkter, men der er nogle aspekter relevante for næsten alle stålapplikationer.

Minimering, genbrug, recykling

De første faktorer, man ser på, er materialeeffektivitet og såkaldt overdesign. Livscyklusvurderinger starter med at se på ressourceudvinding og overdesign. Overdesign betyder, at produkterne er mere robuste, større og mere komplekse, end slutbrugerne rent faktisk har brug for, hvilket er synonymt med ineffektiv materialeanvendelse.

Ved at bruge stål fra genanvendte kilder er det muligt at reducere forbruget af råmaterialer. Stål med høj styrke kan dog være en bedre måde at optimere designet og reducere produkternes påvirkning i hele deres levetid. "Du bør altid have den sidste fase af et produkt klar i designfasen og dermed lægge fundamentet for en cirkulær proces.

Selv om stål kan genbruges på ubestemt tid, begrænser forureningen af andre metaller – især kobber – anvendeligheden af genanvendt stål. Genanvendelighed varierer enormt afhængigt af produkttypen. Ved at sikre, at produkter let kan adskilles, og undgå svejsning med andre metaller, har man en strategi, der kan anvendes i alle sektorer.

Øget positiv indvirkning på værdikæden

At opnå bæredygtig udvikling kræver en holistisk tilgang, der tager hensyn til hele værdikæden.