La acería sueca recurre al hidrógeno por completo

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Por Siobhan Doyle

Publicado viernes, 26 de mayo de 2023

El fabricante de acero Ovako ha construido una instalación de hidrógeno en una de sus acerías en Suecia, con la vista puesta en que esté en pleno funcionamiento este verano. E&T aprende más sobre el proyecto y el papel que desempeña en el objetivo a largo plazo de la empresa de producción de acero climáticamente neutral.

Escondido en una pintoresca ciudad al sur de Estocolmo se encuentra una de las nueve instalaciones de producción de Ovako. Su sitio de Hofors tiene sus raíces en la mitad del siglo XVI y hoy sirve como el centro de la compañía, con producción en laminadores de acero y palanquilla, y en laminadores de tubos y anillos.

Ahora, la acería da la bienvenida a una nueva incorporación a su ubicación de Hofors como parte de los próximos pasos de la compañía en su viaje de descarbonización: una planta de hidrógeno.

De hecho, la nueva planta de hidrógeno de Ovako en Hofors será una de las primeras del mundo en calentar acero con hidrógeno antes de laminarlo en un entorno de producción existente. Es el próximo gran paso de la compañía hacia la producción de acero sin carbono al reemplazar el gas licuado de petróleo (GLP) con hidrógeno libre de fósiles.

"Nos gustaría mostrarle al mundo que en realidad se puede calentar acero sin dióxido de carbono, y que lo estamos haciendo ahora", dijo a E&T Mikael Persson, gerente de proyectos en Ovako. "El proyecto brindará a otros actores que trabajan en acero una ventaja tecnológica para ayudar a reducir la huella de carbono general de la industria siderúrgica".

La nueva planta de hidrógeno en Hofors convertirá a Ovako en la primera del mundo en calentar acero con hidrógeno antes de laminarlo, y es el próximo gran paso hacia la producción de acero climáticamente neutral.

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Según Ovako, la planta de 17MW generará 3.500m3 de hidrógeno libre de fósiles por hora. La conversión a hidrógeno también permitirá a Ovako reducir sus emisiones de CO2 para la producción de acero en Hofors en un 50 por ciento desde niveles ya bajos.

La acería Hofors de Ovako también alberga ahora el electrolizador más grande de Europa. Tiene una capacidad de ocho toneladas de hidrógeno por día y una potencia nominal de 20MW, dijo el equipo en el sitio.

Persson nos llevó a la sala de electrolizadores, que se encuentra cerca de los hornos para garantizar una producción más fluida. La sala de electrolizadores en sí es un diseño modular que comprende ocho pilas. Ovako también ha instalado depuradores, tanques de almacenamiento, compresores y tuberías, además de transformadores y rectificadores eléctricos, y ha integrado sistemas de control y automatización dentro de la planta de hidrógeno, lo que significa que gran parte de su infraestructura ya está instalada.

La compañía tiene como objetivo que su electrolizador comience la producción a gran escala después de las vacaciones de verano, y Ovako afirma que una vez que esté en pleno funcionamiento, la planta podría ayudar a reducir sus emisiones de CO2 en aproximadamente 20,000 toneladas por año.

E&T observó en el sitio que Ovako no almacenará el hidrógeno, sino que el sitio tiene un tanque de almacenamiento intermedio ubicado afuera (abajo a la izquierda) que se pone en marcha cuando es necesario durante el proceso.

Crédito de la imagen: Siobhan Doyle

El enfoque de Ovako para usar hidrógeno en la planta implica tomar prestada agua potable por un período corto. La planta extrae el agua y la divide en hidrógeno y oxígeno (O2) a través de la electricidad extraída de la red nórdica. Luego, el sistema combinará el H2 y el O2 en oxicombustible para inyectarlo en el horno, donde la combustión vuelve a formar agua.

Este enfoque requiere solo unos minutos de almacenamiento como amortiguador de las fluctuaciones en la producción y la demanda, según los expertos de Ovako.

Anders Lugnet, especialista técnico del grupo de Energy & Furnace Technology en Ovako, dijo que el equipo ha estado trabajando en la modernización de hornos durante mucho tiempo para que sus hornos sean lo más productivos y energéticamente eficientes posible. "Es muy emocionante que ahora tengamos pruebas de que es posible usar hidrógeno en la calefacción sin afectar la calidad del acero", agrega.

El sistema de hidrógeno se probó con éxito por primera vez en 2020, cuando el equipo de Hofors reprogramó su sistema de control con parámetros de H2, lo que le permitió cambiar entre H2 o GLP/GN como fuente de combustible para calentar sus hornos en sus trenes de laminación.

Ovako dijo que ha proporcionado productos basados ​​únicamente en la producción de acero neutral en carbono al contrarrestar las emisiones de carbono restantes a través de compensaciones de carbono a partir de 2022.

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En noviembre de 2022, Ovako obtuvo un permiso ambiental del Tribunal de Tierras y Medio Ambiente de Östersund para construir su electrolizador, que se cree que es el más grande de Suecia.

La iniciativa también cuenta con el apoyo de la Agencia Sueca de Energía, con el objetivo compartido de establecer el uso de hidrógeno libre de fósiles en toda la industria, ampliar la conciencia sobre el potencial de este combustible y lograr una producción rentable.

Ovako dijo que la solución también podría despejar el camino para la producción rentable y a gran escala de hidrógeno para aplicaciones como el transporte de mercancías sin combustibles fósiles utilizando camiones con celdas de combustible. Con instalaciones en múltiples ubicaciones, esto podría habilitar una red con hidrógeno libre de fósiles producido localmente disponible para el sector del transporte.

El equipo dijo que la solución también se puede usar de manera flexible y, por lo tanto, puede contribuir a mejorar la estabilidad de la red eléctrica, lo que permite una mayor proporción de fuentes de energía renovable.

Ovako agregó que el calor residual de la planta también se utilizará para generar calefacción urbana para las comunidades cercanas.

El proyecto de hidrógeno en Hofors no solo ayudará a reducir el carbono dentro de la línea de producción de Ovako, sino que también tiene el potencial de ayudar a la comunidad local y al transporte pesado.

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Persson enfatizó a E&T cómo la iniciativa del hidrógeno es una tecnología abierta y espera que el conocimiento y la investigación vistos a lo largo del viaje del proyecto ayuden a allanar el camino para que otros fabricantes de acero sigan su ejemplo y usen el hidrógeno en sus prácticas.

De hecho, otra empresa siderúrgica con sede en Suecia, H2 Green Steel, obtendrá conocimiento e inspiración del proyecto en Hofors para su propio proyecto de hidrógeno a gran escala que comenzará en Boden, Suecia, en 2024.

"Junto con Ovako, ahora podemos probar la producción de hidrógeno libre de combustibles fósiles y evaluar cómo se puede utilizar mejor este combustible para lograr y controlar las altas temperaturas necesarias para producir acero de alta calidad", Maria Persson Gulda, CTO de H2 Green Steel , dijo en un comunicado de prensa.

La iniciativa de hidrógeno en Hofors se estableció en colaboración con actores clave en la industria sueca y nórdica como H2 Green Steel, así como Volvo Group, Hitachi Energy y Nel Hydrogen, todos los cuales están suministrando a Ovako diferentes componentes y soluciones técnicas para la planta.

Ovako dijo que han estado realizando trabajos de sostenibilidad durante muchos años, con informes de mercado que citan una huella de carbono un 80 por ciento menor de los productos de la organización en comparación con el promedio mundial. Esto se ha logrado a través de procesos eficientes, el uso de electricidad libre de combustibles fósiles e inversiones dedicadas, como conversiones a combustibles libres de combustibles fósiles desde 2015, según la empresa siderúrgica.

La empresa también utiliza únicamente chatarra de acero como materia prima en lugar de mineral de hierro. Dado que el acero se puede reciclar una infinidad de veces sin que sus propiedades se deterioren, Ovako dijo que puede fabricar acero con un menor impacto climático sin comprometer su calidad.

"Gracias a años de priorización e inversiones en la modernización y mejora de la eficiencia de nuestros hornos, incluidos los sistemas de control y automatización mejorados, Ovako ahora está lista para dar el siguiente paso", dijo la compañía. Y su siguiente paso es recurrir al hidrógeno.

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