Fossiilivapaa terästuotanto
Mitä autonvalmistajien tulee tietää?
Jokin onnellinen autonvalmistaja voi vuoden 2025 jälkeen kehuskella tuoneensa markkinoille maailman ensimmäisen auton, jonka teräsosat on valmistettu fossiilivapaasti. Tuolloin rautamalmin raudaksi pelkistämisestä vapautuu vain vesihöyryä hiilidioksidipäästöjen sijaan. Pelkistämisen jälkeen raudasta voidaan valmistaa terästä. Se, jos mikä, lisää autonvalmistajan asemaa ympäristöjohtajana ja edistää markkinointia.
”Autonvalmistajat suhtautuvat suurella mielenkiinnolla ja myönteisesti HYBRIT-hankkeeseen”, kertoo Thomas Hörnfeldt, SSAB:n Kestävän liiketoiminnan varatoimitusjohtaja. ”He ovat hyvin tietoisia EU:n tulevista autojen elinkaariarviointivaatimuksista. Elinkaariarvioinnin myötä autonvalmistajille on selvää, että kun voimansiirron päästöt saadaan poistettua, edessä on seuraava haaste: automateriaalien hiilijalanjälki. Moni autonvalmistaja haluaa pysyä kilpailijoidensa edellä ja tuoda SSAB:n fossiilivapaata terästä sisältävän tuotteen markkinoille ensimmäisenä.”
Kuinka todennäköistä on, että HYBRIT-hankkeen tavoitteet saavutetaan? Rautamalmia on suorapelkistetty vedyn avulla laboratorioissa jo ennenkin. Prosessia ei ole kuitenkaan koskaan aiemmin kokeiltu laajassa mittakaavassa.
HYBRIT-koelaitoksen rakennustyöt edistyvät Pohjois-Ruotsin Luulajassa aikataulun mukaan. Laitoksen rakennuttavat HYBRIT-hankekumppanit: SSAB, LKAB, jonka poikkeuksellisen puhtaat rautamalmivarannot sijaitsevat tehdasalueen lähellä, ja Vattenfall, joka on sitoutunut siirtymään fossiilivapaan energian tarjoamiseen yhden sukupolven aikana. Koelaitoksen käyttökokeilut on määrä aloittaa ensi kesänä (2020).
Yksi syy siihen, että SSAB kumppaneineen on vakuuttunut hankkeen toimivuudesta, on vuonna 2018 tehty toteutettavuustutkimus. Laskelmien mukaan fossiilivapaan teräksen tuotannon kustannukset kasvaisivat 20–30 % perinteiseen teräkseen verrattuna. Ero kuitenkin kapenee sitä mukaa, kun 1) hiilipäästökustannukset kustannukset kasvavat ja 2) fossiilivapaan sähkön hinta laskee.
”Se on oikea hyvän kierre”, Hörnfeldt kehuu. ”Voimme varmistaa, että uusiutuvan energian ylituotanto hyödynnetään kannattavasti. Energian varastointi vedyn avulla auttaa myös vakauttamaan sähköverkkoa.”
SSAB:n kolme muuta masuunia korvataan nekin valokaariuuneilla tulevina vuosina.
”90 prosenttia tämänhetkisistä hiilidioksidipäästöistämme aiheutuu pelkistysprosessista, jossa rautamalmista valmistetaan rautaa koksin avulla”, Hörnfeldt kertoo. ”HYBRIT-hankkeen myötä pääsemme eroon näistä päästöistä. Teemme työtä myös jäljelle jäävän 10 prosentin eteen muuttamalla muovauksen ja lämpökäsittelyn lämmitysprosessit sähköisiksi kaikkialla, missä se on mahdollista. Jos tämä ei ole mahdollista – esimerkiksi yli 1 000 °C:n lämpötiloja edellyttävissä prosesseissa – käytämme tulevaisuudessa biokaasua.”
Muutosta on ilmassa myös LKAB:llä, joka muuntaa tai vaihtaa rautamalmikaivostensa hiilivetykäyttöiset (öljy-, diesel ja kaasukäyttöiset) laitteet sähkökäyttöisiksi. Myös yhtiön SSAB:lle toimittamat rautamalmipelletit muuttuvat vihreämmiksi: LKAB:n pellettilaitoksessa käytetään tulevaisuudessa energianlähteenä biokaasua, joka on valmistettu Ruotsin metsäteollisuuden sivutuotteena syntynyttä jätepuuta fermentoimalla.
Muiden teräsyhtiöiden vetykäytännöt vaikuttavat tätä taustaa vasten varsin marginaalisilta. Polttaako SSAB kumppaneineen sillat takanaan siirtymällä vetypohjaiseen raudantuotantoon näin aggressiivisesti?
”Ei meidän mielestämme”, Hörnfeldt vastaa. ”Ilmastonmuutoksen myötä jokaisen on muututtava ja mietittävä ratkaisuja aiempaa nopeammin. Meidän on pakko, lastemme ja heidän lastensa vuoksi. Lisäksi vuonna 2018 tekemämme toteutettavuustutkimus oli hyvin kattava ja osoitti selvästi, että olemme oikealla tiellä. Myös Ruotsin energiavirasto on hoitanut oman osuutensa. Se on HYBRIT-hankkeen tärkeä tukija.”
”Olemme ryhtyneet selvittämään, voisimmeko rakentaa HYBRIT-demonstraatiolaitoksen jo vuonna 2025 eli kolme vuotta alkuperäistä aikataulua aikaisemmin ja aloittaa välittömästi sen jälkeen rautamalmipohjaisen fossiilivapaan teräksen valmistamisen kaupalliseen käyttöön. Tavoite on myydä fossiilivapaasti tuotettua terästä laaja-alaisesti vuoteen 2035 mennessä.”
”Aiomme jättää perinteisen hiili-intensiivisen terästuotannon kertaheitolla. Haluamme olla maailman ensimmäinen fossiilivapaa teräsyhtiö.”
Lisätietoja: www.hybritdevelopment.com
”Autonvalmistajat suhtautuvat suurella mielenkiinnolla ja myönteisesti HYBRIT-hankkeeseen”, kertoo Thomas Hörnfeldt, SSAB:n Kestävän liiketoiminnan varatoimitusjohtaja. ”He ovat hyvin tietoisia EU:n tulevista autojen elinkaariarviointivaatimuksista. Elinkaariarvioinnin myötä autonvalmistajille on selvää, että kun voimansiirron päästöt saadaan poistettua, edessä on seuraava haaste: automateriaalien hiilijalanjälki. Moni autonvalmistaja haluaa pysyä kilpailijoidensa edellä ja tuoda SSAB:n fossiilivapaata terästä sisältävän tuotteen markkinoille ensimmäisenä.”Kuinka todennäköistä on, että HYBRIT-hankkeen tavoitteet saavutetaan? Rautamalmia on suorapelkistetty vedyn avulla laboratorioissa jo ennenkin. Prosessia ei ole kuitenkaan koskaan aiemmin kokeiltu laajassa mittakaavassa.
HYBRIT-koelaitoksen rakennustyöt edistyvät Pohjois-Ruotsin Luulajassa aikataulun mukaan. Laitoksen rakennuttavat HYBRIT-hankekumppanit: SSAB, LKAB, jonka poikkeuksellisen puhtaat rautamalmivarannot sijaitsevat tehdasalueen lähellä, ja Vattenfall, joka on sitoutunut siirtymään fossiilivapaan energian tarjoamiseen yhden sukupolven aikana. Koelaitoksen käyttökokeilut on määrä aloittaa ensi kesänä (2020).
Lähes kaikki eurooppalaiset teräsyhtiöt ovat julkaisseet hiilidioksidipäästöjen vähentämistä koskevia suunnitelmia.
”Näin on, ja osa muistakin teräsyhtiöistä on nyt ymmärtänyt, että vetyprosessi on käytännössä ainoa keino vähentää hiilidioksidipäästöjä itse alkulähteessä eli raudantuotannossa”, Hörnfeldt toteaa. ”Tietääksemme HYBRIT-hanke on kuitenkin suunnitelmista konkreettisin ja antaa SSAB:lle johtoaseman. YK:n ilmastokokouksessa kerroimme, että nopeutamme tuotantoaikataulua kolmella vuodella.”Yksi syy siihen, että SSAB kumppaneineen on vakuuttunut hankkeen toimivuudesta, on vuonna 2018 tehty toteutettavuustutkimus. Laskelmien mukaan fossiilivapaan teräksen tuotannon kustannukset kasvaisivat 20–30 % perinteiseen teräkseen verrattuna. Ero kuitenkin kapenee sitä mukaa, kun 1) hiilipäästökustannukset kustannukset kasvavat ja 2) fossiilivapaan sähkön hinta laskee.
Eikä tässä vielä kaikki
Ajoittain – esimerkiksi joinain kesäpäivinä – joet ovat täynnä vettä (ja tuottavat vesivoimaa) ja tuulimyllyt pyörivät, jolloin Ruotsin energiantuotanto ylittää kulutuksen. Ylimääräinen uusiutuva energia voidaan hyödyntää HYBRIT-hankkeessa, jossa vettä muutetaan elektrolyysillä vedyksi. Vihreää sähköä voidaan siis varastoida vedyn muodossa pääasiassa maanalaisiin luoliin, missä se säilyy käyttövalmiina raudantuotantoa varten.”Se on oikea hyvän kierre”, Hörnfeldt kehuu. ”Voimme varmistaa, että uusiutuvan energian ylituotanto hyödynnetään kannattavasti. Energian varastointi vedyn avulla auttaa myös vakauttamaan sähköverkkoa.”
Autoteollisuuden teräksen hiilijalanjälkeä pienentämässä
”HYBRIT-hankkeen lisäksi SSAB:llä on käynnissä myös muita merkittäviä investointeja, joiden avulla olemassa olevat hiiltä käyttävät masuunit korvataan valokaariuuneilla”, Hörnfeldt sanoo. ”Oxelösundin masuuni olisi joka tapauksessa uudistettava vuonna 2025. Mutta miksi maksaisimme pitkän pennin uudistamisesta, kun voimme sen sijaan vaihtaa tilalle valokaariuunin? Valokaariuuniin voidaan syöttää kierrätysmetallia siihen saakka, kunnes HYBRIT-laitoksesta saadaan teräksentuotannossa tarvittavaa rautasientä.”SSAB:n kolme muuta masuunia korvataan nekin valokaariuuneilla tulevina vuosina.
”90 prosenttia tämänhetkisistä hiilidioksidipäästöistämme aiheutuu pelkistysprosessista, jossa rautamalmista valmistetaan rautaa koksin avulla”, Hörnfeldt kertoo. ”HYBRIT-hankkeen myötä pääsemme eroon näistä päästöistä. Teemme työtä myös jäljelle jäävän 10 prosentin eteen muuttamalla muovauksen ja lämpökäsittelyn lämmitysprosessit sähköisiksi kaikkialla, missä se on mahdollista. Jos tämä ei ole mahdollista – esimerkiksi yli 1 000 °C:n lämpötiloja edellyttävissä prosesseissa – käytämme tulevaisuudessa biokaasua.”
Muutosta on ilmassa myös LKAB:llä, joka muuntaa tai vaihtaa rautamalmikaivostensa hiilivetykäyttöiset (öljy-, diesel ja kaasukäyttöiset) laitteet sähkökäyttöisiksi. Myös yhtiön SSAB:lle toimittamat rautamalmipelletit muuttuvat vihreämmiksi: LKAB:n pellettilaitoksessa käytetään tulevaisuudessa energianlähteenä biokaasua, joka on valmistettu Ruotsin metsäteollisuuden sivutuotteena syntynyttä jätepuuta fermentoimalla.
Muiden teräsyhtiöiden vetykäytännöt vaikuttavat tätä taustaa vasten varsin marginaalisilta. Polttaako SSAB kumppaneineen sillat takanaan siirtymällä vetypohjaiseen raudantuotantoon näin aggressiivisesti?
”Ei meidän mielestämme”, Hörnfeldt vastaa. ”Ilmastonmuutoksen myötä jokaisen on muututtava ja mietittävä ratkaisuja aiempaa nopeammin. Meidän on pakko, lastemme ja heidän lastensa vuoksi. Lisäksi vuonna 2018 tekemämme toteutettavuustutkimus oli hyvin kattava ja osoitti selvästi, että olemme oikealla tiellä. Myös Ruotsin energiavirasto on hoitanut oman osuutensa. Se on HYBRIT-hankkeen tärkeä tukija.”
”Olemme ryhtyneet selvittämään, voisimmeko rakentaa HYBRIT-demonstraatiolaitoksen jo vuonna 2025 eli kolme vuotta alkuperäistä aikataulua aikaisemmin ja aloittaa välittömästi sen jälkeen rautamalmipohjaisen fossiilivapaan teräksen valmistamisen kaupalliseen käyttöön. Tavoite on myydä fossiilivapaasti tuotettua terästä laaja-alaisesti vuoteen 2035 mennessä.”
”Aiomme jättää perinteisen hiili-intensiivisen terästuotannon kertaheitolla. Haluamme olla maailman ensimmäinen fossiilivapaa teräsyhtiö.”
Lisätietoja: www.hybritdevelopment.com