Polku kohti vihreää terästä

Teräksen tuotanto on yksi maailman suurimpia saastuttajia. Ilmastokriisiin ja kestävään kehitykseen keskitytään yhä tarkemmin, joten tämän täytyy muuttua. Ne ovatkin muutoksessa innovoinnin ja kiertotalousajattelun myötä. Tämä on kuitenkin pitkä tie, joka vaatii ajattelutavan muutosta tuotteen koko elinkaaresta, aina muotoilusta käyttöiän päättymisen ratkaisuihin.

Ilmastonmuutoksen ja ympäristökatastrofin torjuminen yksi suurimpia ihmiskunnan koskaan kohtaamia haasteita, ja terästeollisuudella on siinä suuri rooli. Hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli IPCC arvioi vuonna 2014, että viisi prosenttia kaikista kasvihuonekaasupäästöistä oli peräisin teräksentuotannosta. Vertailukohtana kaksi prosenttia maailmanlaajuisista päästöistä tulee lentoliikenteestä. Selvästikin teräksentuottajat ja lukemattomat terästä käyttävät alat ovat vastuussa siitä, että kestävään kehitykseen ja etenkin ilmastonmuutokseen tartutaan. Onneksi siihen on mahdollisuuksia.

Terästuotannon innovaatiot

Alalla on joitakin syitä olla optimistinen. Ensinnäkin terästä tuotetaan nyt tehokkaammin kuin koskaan. Teräksentuotantoon käytetyn energian määrä on laskenut merkittävästi edellisten 50 vuoden aikana, mutta parantamisen varaa on vielä. Myös romusta tuotettavien terästuotteiden määrä on kasvanut, ja yli kolmannes maailmassa tuotettavasta teräksestä tulee nyt kierrätysmateriaaleista. Lundin yliopiston ympäristö- ja energiajärjestelmien tutkimuksen lehtorin Max Åhmanin mukaan tämä kehitys on myönteistä mutta ei riittävää vastaamaan kohtaamiimme ympäristöhaasteisiin.

Hänen mukaansa tarvitaan läpimurtotekniikoita, jotta teräksestä säädään aidosta kestävä resurssi. ”Voimme lisätä kierrätysteräksen määrää, ja myös teemme niin”, hän sanoo. ”Jos se sulatetaan valokaariuunissa uusiutuvalla energialla, päästöt laskevat lähelle nollaa. Tämä on hyvä, mutta emme voi jäädä vain kierrätysteräksen varaan. Ensinnäkin teräksen maailmaanlaajuinen kysyntä kasvaa, joten myös ensikäyttöterästä tarvitaan edelleen. Toiseksi kyse on laadusta. Erikoisteräksiä ja joitakin teräslaatuja ei aina voida valmistaa kierrätysteräksestä. ”On mukavaa puhua energiatehokkuudesta ja hiilijalanjäljistä”, Åhman sanoo.

”Mutta meidän täytyy myös ottaa pitkäaikaiset haasteet vakavasti, mikä tarkoittaa keskittymistä vaikeasti saavutettaviin asioihin.”

”Täytyykö kaikki masuunit vaihtaa, ja mihin ne vaihdettaisiin?” hän kysyy. Åhmanin mukaan terästeollisuuden kaikkein todennäköisimmin menestyvät tekniset innovaatiot perustuvat hiilivoimalla toimivien masuunien korvaamiseen uusiutuvilla energianlähteillä toimiviin menetelmiin. Tätä lähestymistapaa kokeillaan yksityisten ja julkisten toimijoiden yhteistyönä sekä Ruotsissa (Hybrit) että Saksassa (Salcos). Molemmissa projekteissa on laadittu menetelmiä, joissa uusiutuvista energianlähteistä saadulla sähköllä tuotetaan vetyä, jolla sitten korvataan teräksentuotannon pelkistysvaiheessa käytettävä koksihiili.

Tämä menetelmä tuottaa sivutuotteena hiilidioksidin sijasta vettä, joten se voi teoreettisesti tuottaa terästä lähes tai kokonaan ilman päästöjä. ”Meillä on kaikki tarvittava tekninen tieto”, Åhman sanoo. ”Olemme tehneet suoraa vetypelkistystä, ja elektrolyysi on käytössä. Varmistettavana on, että skaalaus voidaan tehdä kustannustehokkaasti ja integroidusti.” Kaiken yllä häilyy varjona se, että pitkän aikavälin päätökset täytyy tehdä pian. Koska teollisuudenalan sijoitussyklit ovat pitkiä, sijoittajien täytyy pian tehdä päätökset siitä, mihin tilanteeseen halutaan vuonna 2050. ”Jos masuunit halutaan korvata suoralla vetypelkistyksellä, se pitää päättää suurin piirtein vuoteen 2025 mennessä. Tämä on aikaväli, jossa nyt liikutaan”, Åhman päättää.

Elinkaariarviointi

Terästä on kaikkialla ympärillämme, joten keskittyminen vain sen tuotantoon ei anna kokonaiskäsitystä teräksen roolista kestävän tulevaisuuden luomisessa. Karin Östman, ylempi neuvonantaja Jernkontoretissa (Ruotsin teräksentuottajien yhdistys), edistää elinkaariarviointia (LCA) parempana tapana ymmärtää terästä ja kestävää kehitystä. Elinkaariarvioinnin tarkoitus on saada tarkempi mittaus tuotteen vaikutuksesta koko sen elinkaaren ajalta. Oletus on, että arvioimalla tuotteen koko elinkaaren voidaan ymmärtää sen ympäristövaikutukset ja tehdä parempia päätöksiä kestävistä toimintatavoista.

Lisäksi tuotannon kehittymisen ansiosta teräksellä voi olla myönteinen vaikutusta kestävään kehitykseen. ”Yksi esimerkki on suurilujuuksisten teräslaatujen kehittäminen”, Östman selittää. ”Kun autoissa käytetään suurilujuuksista terästä, niiden paino kevenee ja polttoainetehokkuus paranee. Näin siis teräs auttaa vähentämään energiankulutusta koko järjestelmässä.”

Helposti jää myös huomaamatta, että kestävyys on paljon muutakin kuin päästöjen vähentämistä. Kestävyydessä on kyse planeetan pitämisestä elinkelpoisena, eli YK:n kestävän kehityksen tavoitteiden mukaan ”planeetan suojelemisesta, elämänlaadun ja tulevaisuudennäkymien parantamisesta kaikille, kaikkialla.”

Östmanin mukaan monet teräsalalla näkevät tämän samoin. ”Me Jernkontoretilla olemme asettaneet itsellemme vision, että vuoteen 2050 mennessä Ruotsin terästeollisuus ei tuota mitään, mikä ei tuo lisäarvoa yhteiskunnalle”, hän sanoo. ”Tällöin päästöt ja jäte jäävät nollaan, mutta kyse on myös paremman yhteiskunnan edistämisestä. Hyvien työurien sekä turvallisempien ja reilumpien työpaikkojen luominen on tärkeä osa tätä tavoitetta.”

Teräksen kestävä käyttö

Vaikka menee vielä kauan, ennen kuin Max Åhmanin kuvaama ns. vihreä teräs tulee kaupallisesti saataville, valmistajille ja koneenrakentajille on kuitenkin kestäviä vaihtoehtoja. Jernkontoretin elinkaariarviointia edistävä lähestymistapa voi auttaa tunnistamaan parannuskohteet. Tärkeintä on tehdä elinkaariarvioinnista keskeinen osa suunnitteluprosessia.

Monissa maissa julkiset ja järjestötoimijat ylläpitävät elinkaarirekisterejä tuotteiden ja niiden seurausten vaikutuksen laskemista varten. Näiden rekisterien tietosarjat pyrkivät olemaan kaikenkattavia ja käsittelemään raaka-aineiden, valmistuksen, kuljetuksen ja loppukäytön ympäristövaikutukset ja paljon muuta tuotteen elinkaaren loppuun asti. Näiden tietojen avulla voidaan tehdä kattava elinkaariarviointi monista erilaisista tuotteista, mutta lähes kaikkien terästä sisältävien sovellusten kohdalla täytyy huomioida tiettyjä asioita.

Vähennä, käytä uudelleen, kierrätä

Ensimmäinen kohta koskee materiaalitehokkuutta ja ylisuunnittelua. Elinkaariarviointi alkaa raaka-aineiden ottamisella, ja ylisuunnittelu eli tuotteen tekeminen vahvemmaksi, suuremmaksi tai monimutkaisemmaksi kuin sen loppukäyttö vaatii, on määritelmän mukaan tehotonta materiaalien käyttöä. Kierrätyslähteistä saadun teräksen käyttö voi vähentää raaka-aineiden käyttöä, mutta käyttökohteesta riippuen korkealaatuisempi teräs voisi olla parempi tapa optimoida suunnittelua ja vähentää tuotteen vaikutusta koko sen elinkaaren ajan. Kiertomalliin pääsemistä varten kannattaa aina huomioida tuotteen elinkaaren loppu jo suunnitteluvaiheessa.

Terästä voi kierrättää loputtomasti, mutta sen sekoittuminen muihin metalleihin, etenkin kupariin, rajoittaa usein kierrätysteräksen käyttömahdollisuuksia. Kierrätettävyys vaihtelee valtavan paljon tuotetyypin mukaan, mutta kaikkiin teollisuudenaloihin päteviä suunnittelussa huomioitavia asioita ovat helppo purettavuus ja muihin metalleihin hitsaamisen välttäminen.