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O aço é essencial para a fabricação de muitas das tecnologias que acabarão com a combustão de combustíveis fósseis, incluindo veículos elétricos, turbinas eólicas e painéis solares. Infelizmente, para produzir muito aço, os fabricantes precisam queimar muito combustível fóssil.
A produção de aço representou 2% das emissões do Reino Unido em 2019 e ocupa o segundo lugar em consumo de energia entre as indústrias pesadas do país. Cerca de dois terços dessa energia vem do carvão.
Os altos-fornos das siderúrgicas queimam um tipo especial chamado carvão coqueificável (que é convertido em um combustível duro e poroso conhecido como coque) a temperaturas de até 2.000°C, produzindo grandes quantidades de dióxido de carbono (CO₂) – cerca de 1,8 tonelada para cada tonelada de aço. Esse método representou 82% da produção de aço no Reino Unido em 2021 e 71% de todo o aço produzido no mundo naquele ano.
Embora a siderurgia baseada em carvão possa ser descarbonizada até certo ponto, capturando o CO₂, deve haver um local de armazenamento adequado nas proximidades ou demanda suficiente para usar esse CO₂ em outras indústrias. Este não é o caso dos altos-fornos de Port Talbot, no País de Gales, que respondem por metade da produção de aço do Reino Unido.
Os preços do carvão metalúrgico mais que dobraram desde o início da pandemia e a invasão da Ucrânia interrompeu o abastecimento. Em 2021, o Reino Unido importou 39% de seu carvão de coque da Rússia, com quase todo o restante vindo dos EUA e da Austrália.
Outra opção é usar o gás natural, outro combustível fóssil. Mas desde 2020, os preços do gás também aumentaram consideravelmente. Esses recentes aumentos no custo do combustível exigem uma reavaliação de como o aço é feito.
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A produção de aço com hidrogênio verde (hidrogênio que foi separado da água usando eletricidade gerada por fontes renováveis ou energia nuclear) remove totalmente os combustíveis fósseis do processo. Como resultado, poderia ser protegido dos aumentos nos preços dos combustíveis fósseis e nos impostos sobre o carbono, que tornaram a produção de aço com combustíveis fósseis mais cara nos últimos anos.
Atualmente, a indústria siderúrgica do Reino Unido recebe uma alocação gratuita de licenças de emissão, o que reduz significativamente o preço efetivo do carbono pago pelos produtores de aço. Nossas pesquisas recentes mostram que, se essa isenção fosse eliminada gradualmente, a produção de aço com hidrogênio verde produzido com energia eólica e solar seria de fato mais barata do que todas as outras opções.
aço verde
O hidrogênio pode converter o minério de ferro em uma forma pura conhecida como ferro esponjoso por meio de um processo conhecido como redução direta. Isso envolve o aquecimento do hidrogênio entre 800 e 1.000°C, que reage com o oxigênio do minério de ferro para deixar ferro puro e vapor de água, sem emissões de carbono. O ferro esponja é então processado em um forno elétrico a arco para produzir aço.
Fornos de arco elétrico também podem reciclar sucata de metal e, embora o Reino Unido não tenha fornos de redução direta, já possui cinco fornos de arco elétrico que reciclam sucata para fornecer 18% do aço do país. Se a eletricidade renovável alimentasse esses fornos e fosse usada para gerar o hidrogênio que alimenta a produção de ferro esponjoso, as emissões totais da indústria siderúrgica poderiam ser zero.
D.Alimkin/Shutterstock
A UE e o Reino Unido se comprometeram a encerrar as importações de carvão russo em 2022, e grandes produtores como Tata Steel e ArcelorMittal já pararam de usar commodities russas em suas cadeias de suprimentos.
Enquanto os altos preços do gás e da eletricidade estão fazendo com que algumas indústrias voltem a queimar carvão, nossas descobertas mostram que o hidrogênio verde oferece uma alternativa mais barata para as siderúrgicas. Com os preços recentes dos combustíveis fósseis, estimamos que a produção de aço de redução direta com hidrogênio verde pode ser cerca de 15% mais barata do que a opção mais barata baseada em carvão (incluindo captura e armazenamento de carbono) ao longo de um projeto típico de vida útil de 25 anos.
A produção de aço com hidrogênio verde e fornos de arco elétrico usa muita eletricidade. Assim, em um artigo recente, analisamos a redução das contas de eletricidade industrial removendo os impostos verdes (que arrecadam fundos para estimular a implantação de tecnologia renovável e apoiar clientes vulneráveis) e os custos de manutenção da rede de energia, transferindo-os para a tributação geral.
Isso colocaria a indústria siderúrgica do Reino Unido em pé de igualdade com a da França e da Alemanha. Descobrimos que a paridade de preços poderia ser alcançada aumentando a conta média do imposto de renda em cerca de 68 pence, subindo para cerca de £ 5,50 se a produção de aço do Reino Unido mudasse inteiramente para redução direta com hidrogênio verde.
O governo do Reino Unido está considerando isentar as indústrias que consomem muita energia do pagamento de impostos verdes. Mas os preços crescentes dos combustíveis fósseis aumentaram tanto os custos de eletricidade no atacado que removê-los e as taxas de manutenção da rede não afetarão significativamente as contas.
Em vez disso, as siderúrgicas e outras indústrias pesadas poderiam acessar eletricidade renovável barata diretamente em um pool de energia verde.
O Reino Unido não pode manter a siderurgia baseada em carvão em sua estratégia de descarbonização e deve garantir que a indústria siderúrgica esteja pronta para fazer a transição para o uso de combustível verde de hidrogênio.
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