Il cammino verso l'acciaio green

La produzione dell’acciaio è una delle principali cause d’inquinamento al mondo. Data la crescente attenzione riservata alla crisi climatica e alla sostenibilità, le cose dovevano cambiare. Ed effettivamente il cambiamento è in corso, attraverso le innovazioni e il pensiero circolare. Ma è un lungo cammino che richiederà un nuovo modo di pensare lungo tutto il ciclo di vita del prodotto, dalla progettazione alle soluzioni a fine vita.

Affrontare il cambiamento climatico e il collasso ambientale è una delle più grandi sfide che l’umanità abbia mai affrontato, e l’industria siderurgica ha un ruolo impor­tante da svolgere. Il Gruppo intergoverna­tivo sul cambiamento climatico ha stimato nel 2014 che la produzione di acciaio è stata responsabile del 5% di tutte le emissioni di gas serra. Per mettere in prospettiva questo dato, l’aviazione è responsabile del 2% delle emissioni globali.

Chiaramente, i produttori di acciaio e le innumerevoli industrie che utilizzano l’ac­ciaio hanno la responsabilità di affrontare la sostenibilità in generale e il cambiamento climatico in particolare. Fortunatamente, ci sono le opportunità per farlo.

Innovazioni nella produzione dell’acciaio

Ci sono alcuni motivi di ottimismo nel settore. In primo luogo, oggi l’acciaio viene prodotto in modo di granlunga più efficiente rispetto al passato. L’energia utilizzata per produrre acciaio è diminuita drasticamente negli ultimi 50 anni e c’è ancora margine per ulteriori miglioramenti. Vi è anche un aumento della quantità di acciaio prodotto da rottami – oltre un terzo dell’acciaio prodotto a livello globale ora proviene da materiali riciclati.
Per Max Åhman, docente senior presso la Environmental and Energy Systems Studies dell’Università di Lund, in Svezia, questi sviluppi sono positivi ma non sufficienti per affrontare le sfide ambientali con cui ci dobbiamo confrontare. Egli sostiene che sono necessarie tecnologie all’avanguardia affinché l’acciaio diventi una risorsa real­mente sostenibile.

“Possiamo aumentare e aumenteremo la quantità di acciaio riciclato”, afferma. “Se viene fuso in un forno ad arco elettrico con elettricità rinnovabile, le emissioni sono vicine allo zero”. Va bene, ma non possiamo fare completamente affidamento sull’acciaio riciclato”. In primo luogo, perché la domanda di acciaio a livello globale è in crescita, quindi continueremo ad avere bisogno di più acciaio vergine. In secondo luogo, ci sono problemi di qualità. Non è sempre possibile produrre acciai speciali e altre qualità di acciaio utiliz­zando solo acciaio riciclato.

“È bello parlare di efficienza energetica e di impronta di carbonio”, afferma Åhman.

“Ma dobbiamo anche prendere sul serio le sfide a lungo termine,e questo significa concentrarsi sulle cose difficili da realizzare”.

“Dobbiamo sostituire tutti gli altiforni? Se sì, con cosa?

Emissioni prossime allo zero

Le innovazioni tecnologiche nell’industria siderurgica che hanno maggiori probabilità di successo, suggerisce Åhman, si basano sulla sostituzione degli altiforni a carbone con metodi basati su combustibili rinnovabili.

Questo approccio è stato sperimentato in collaborazioni pubblico-private sia in Svezia (HYBRIT) che in Germania (SALCOS). Entrambi questi progetti hanno ideato metodi per utilizzare l’elettricità da energie rinnovabili per produrre idrogeno, e poi usare quell’idrogeno per sostituire il carbone da coke nella fase di riduzione della produzione dell’acciaio. Come sottoprodotto, questo metodo produce acqua anziché CO2, quindi può teoricamente produrre acciaio con emissioni zero o prossime allo zero.

“Qui non ci sono incognite tecniche”, afferma Åhman. “Abbiamo eseguito la riduzione diretta dell’idrogeno, e l’elettrolisi. Ciò che deve essere verificato è la fattibilità su scala economica e in modo integrato”.

Un aspetto che incombe su tutto ciò è che le decisioni a lungo termine devono essere prese al più presto. Dati i lunghi cicli di inve­stimento in questo settore, gli investitori dovranno presto decidere dove vogliono essere nel 2050.

“Se si intende sostituire gli altiforni con la riduzione diretta dell’idrogeno, si deve fondamentalmente decidere entro il 2025. Questo è il lasso di tempo di cui stiamo parlando”, conclude Åhman.

Valutazione del ciclo di vita

L’acciaio è presente ovunque nella società moderna, quindi concentrarsi esclusiva­mente sulla sua produzione non fornirebbe un resoconto completo del suo ruolo in un futuro sostenibile. Karin Östman, senior policy advisor presso Jernkontoret (l’asso­ciazione svedese dei produttori di acciaio), sostiene che la valutazione del ciclo di vita (LCA) rappresenti un metodo migliore per comprendere l’acciaio e la sostenibilità.

L’LCA consiste nell’ottenere una misurazione più verosimile dell’impatto di un prodotto, dalla culla alla tomba. Valutando l’intero ciclo di vita di un prodotto, si ritiene sia possibile comprendere le sue prestazioni ambientali e prendere decisioni migliori sui percorsi soste­nibili. Inoltre, i progressi nella produzione significano che l’acciaio può avere un ruolo positivo nella realizzazione della sostenibilità.

“Un esempio potrebbe essere lo sviluppo di qualità dell’acciaio altoresistenziale”, spiega Östman. “Quando l’acciaio altoresistenziale viene utilizzato nelle automobili, il loro peso si riduce e diventano più efficienti dal punto di vista dei consumi. In questo modo l’ac­ciaio contribuisce a ridurre il consumo di energia in tutto il sistema”.

Può anche essere facile trascurare il fatto che la sostenibilità non si limita a ridurre le emissioni.

Sostenibilità significa mantenere un pianeta vivibile o, come spiega L’ONU in una descri­zione dei suoi Obiettivi di Sviluppo Sosteni­bile, “proteggere il pianeta e migliorare la vita e le prospettive di tutti, ovunque”. Secondo Östman, questa prospettiva è condivisa da molti nell’industria siderurgica.
“La visione che noi di Jernkontoret ci siamo prefissati è che entro il 2050 l’industria siderurgica in Svezia non produrrà più nulla che non crei valore per la società”, afferma. “Questo significa zero emissioni e zero spreco, ma si tratta anche di contribuire a una società migliore”. Una parte impor­tante consiste nel fornire buone carriere e ambienti di lavoro più sicuri e più equi”.

Affrontare il cambiamento climatico e il collasso ambientale è una delle più grandi sfide che l’umanità abbia mai affrontato, e l’industria siderurgica ha un ruolo impor­tante da svolgere. Il Gruppo intergoverna­tivo sul cambiamento climatico ha stimato nel 2014 che la produzione di acciaio è stata responsabile del 5% di tutte le emissioni di gas serra. Per mettere in prospettiva questo dato, l’aviazione è responsabile del 2% delle emissioni globali.

Chiaramente, i produttori di acciaio e le innumerevoli industrie che utilizzano l’ac­ciaio hanno la responsabilità di affrontare la sostenibilità in generale e il cambiamento climatico in particolare. Fortunatamente, ci sono le opportunità per farlo.

Innovazioni nella produzione dell’acciaio

Ci sono alcuni motivi di ottimismo nel settore. In primo luogo, oggi l’acciaio viene prodotto in modo di granlunga più efficiente rispetto al passato. L’energia utilizzata per produrre acciaio è diminuita drasticamente negli ultimi 50 anni e c’è ancora margine per ulteriori miglioramenti. Vi è anche un aumento della quantità di acciaio prodotto da rottami – oltre un terzo dell’acciaio prodotto a livello globale ora proviene da materiali riciclati.
Per Max Åhman, docente senior presso la Environmental and Energy Systems Studies dell’Università di Lund, in Svezia, questi sviluppi sono positivi ma non sufficienti per affrontare le sfide ambientali con cui ci dobbiamo confrontare. Egli sostiene che sono necessarie tecnologie all’avanguardia affinché l’acciaio diventi una risorsa real­mente sostenibile.

“Possiamo aumentare e aumenteremo la quantità di acciaio riciclato”, afferma. “Se viene fuso in un forno ad arco elettrico con elettricità rinnovabile, le emissioni sono vicine allo zero”. Va bene, ma non possiamo fare completamente affidamento sull’acciaio riciclato”. In primo luogo, perché la domanda di acciaio a livello globale è in crescita, quindi continueremo ad avere bisogno di più acciaio vergine. In secondo luogo, ci sono problemi di qualità. Non è sempre possibile produrre acciai speciali e altre qualità di acciaio utiliz­zando solo acciaio riciclato.

“È bello parlare di efficienza energetica e di impronta di carbonio”, afferma Åhman.

“Ma dobbiamo anche prendere sul serio le sfide a lungo termine,e questo significa concentrarsi sulle cose difficili da realizzare”.

“Dobbiamo sostituire tutti gli altiforni? Se sì, con cosa?

Emissioni prossime allo zero

Le innovazioni tecnologiche nell’industria siderurgica che hanno maggiori probabilità di successo, suggerisce Åhman, si basano sulla sostituzione degli altiforni a carbone con metodi basati su combustibili rinnovabili.
Questo approccio è stato sperimentato in collaborazioni pubblico-private sia in Svezia (HYBRIT) che in Germania (SALCOS). Entrambi questi progetti hanno ideato metodi per utilizzare l’elettricità da energie rinnovabili per produrre idrogeno, e poi usare quell’idrogeno per sostituire il carbone da coke nella fase di riduzione della produzione dell’acciaio. Come sottoprodotto, questo metodo produce acqua anziché CO2, quindi può teoricamente produrre acciaio con emissioni zero o prossime allo zero.
“Qui non ci sono incognite tecniche”, afferma Åhman. “Abbiamo eseguito la riduzione diretta dell’idrogeno, e l’elettrolisi. Ciò che deve essere verificato è la fattibilità su scala economica e in modo integrato”.

Un aspetto che incombe su tutto ciò è che le decisioni a lungo termine devono essere prese al più presto. Dati i lunghi cicli di inve­stimento in questo settore, gli investitori dovranno presto decidere dove vogliono essere nel 2050.

“Se si intende sostituire gli altiforni con la riduzione diretta dell’idrogeno, si deve fondamentalmente decidere entro il 2025. Questo è il lasso di tempo di cui stiamo parlando”, conclude Åhman.