Locatie Dortmund, ArcelorMittal | Foto: ArcelorMittal
Stalen buizen en leidingen zijn onmisbaar voor het transport van gassen, vloeistoffen en slurries in de natte procesindustrie, maar de productie van al dat staal is allerminst groen. Het kan milieuvriendelijker met een nieuwe generatie, duurzamer (automaten)staal, bleek bij een bezoek aan staalproducent ArcelorMittal in Dortmund.
Groot nieuws bij ArcelorMittal dat begin maart 2024 de wereldpers uitnodigde om de laatste innovaties in vergroend staal te delen.
Zo heeft de staalproducent een proces ontwikkeld om op basis van een hoog percentage schroot en met hernieuwbare energie zogenaamd ‘automatenstaal’ of ‘machinestaal’ te produceren met een veel lagere milieuvoetafdruk.
Toepassingen liggen momenteel vooral in de energiesector, de bouw en de automobielindustrie, maar ook voor de industriële infrastructuur lijkt dit interessant. Zo is het inmiddels mogelijk stalen buizen en leidingen te produceren waarbij tot wel 75% minder CO2-emissies vrijkomen dan in conventionele processen.
Groen staal, lagere CO₂ voetafdruk
Hoe groener het staal, hoe duurder het wordt. Zolang de vervuiler niet betaalt, blijven vervuilende traditionele processen in de staalindustrie goedkoper dan schonere alternatieven met (veel) lagere CO2-emissies.
Ergo, steeds meer bedrijven overwegen hoe ze hun milieuvoetafdruk kunnen verlagen, maar hikken aan tegen de hogere kosten van groen staal. En toch, duurzame keuzes uitstellen om de concurrentiepositie veilig te stellen is op termijn niet houdbaar.
Energietransitiedoelen zijn niet meer vrijblijvend, want vanuit Brussel neemt de regeldruk toe. De industrie moet daarom wel stappen zetten.
Walsdraad – metaaldraad met volle doorsnede dat wordt verkregen door warm walsen – wordt veel gebruikt voor betonwapening | foto:ArcelorMittal
Lagere CO2-emissies
ArcelorMittal merkt bij zijn relaties dat er een mindshift gaande is. De steeds strengere emissie-eisen maken dat grootverbruikers van staal kritisch gaan nadenken over het aandeel van staal in hun totale emissiebalans.
Of het nu om tuig-draden gaat om windturbines vast te zetten, betonijzer voor wapening of de carrosserie van auto’s en vrachtwagens: het gaat hier vaak om aanzienlijke aandelen staal in constructies. Daarom zet vergroenen zoden aan de dijk.
Voor machinebeplating, staalcontainers, schroeven en bouten en leidingwerk zal dit niet anders zijn. Kortom, hier liggen ook voor de procesindustrie en de machinebouwers en constructiebedrijven kansen om door de inzet van groen staal stappen te zetten in de verduurzaming van de procesindustrie.
Duurzamer automatenstaal
In het geval van ArcelorMittal gaat het om het zogenoemde ‘automatenstaal’ of ‘machinestaal’ dat harder en sterker is dan constructiestaal. Dit ongelegeerde staal heeft goede verspaanbare eigenschappen.
Traditioneel wordt er lood in verwerkt om het makkelijker verwerkbaar te maken voor het produceren van machineonderdelen, zoals tandwielen, koppelingen en schroeven. ArcelorMittal komt nu met een nieuwe generatie automatenstaal ‘3eCut’.
De mechanische eigenschappen hiervan zijn vergelijkbaar met die van de standaard loodhoudende kwaliteit 11SMnPb30, maar het nieuwe staal is beter te bewerken en geeft minder slijtage aan de snijapparatuur. Dit automatenstaal zou bovendien hogere snijsnelheden mogelijk maken en een verfijndere verspaning. Economisch gezien is dat winst.
“AccelorMittal produceert stalen buizen en leidingen waarbij 75% minder CO₂ vrijkomt dan in conventionele processen”
Staalproductie Tata Steel op de schop
De rondleiding bij AccelorMittal past in een herijking die in de staalindustrie begint plaats te vinden. De sector is een van de vervuilendste takken in de industrie. Bovendien is de staalindustrie volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA) verantwoordelijk voor ongeveer 4-5% van de totale wereldwijde CO2-uitstoot.
Aan producenten van staal de schone taak om emissies te verlagen. De sector voelt de druk om te vergroenen, al vindt die vergroening nu nog vooral op papier plaats. Dicht bij huis presenteerde Tata Steel in november 2023 zijn ambitieuze plannen om in 2045 volledig groen staal te produceren.
Het concern ging hiervoor in 2022 een partnerschap aan met Iv-Industrie & Consul. Dit ingenieursbureau adviseert het staalbedrijf in het opstellen van programma’s om de transitie naar emissie-neutrale staalproductie mogelijk te maken.
Het advies richt zich op:
- de procesvoering
- leidingwerk en mechanische installaties
- werktuigbouw
- elektra en instrumentatie
- nieuwbouw en renovaties van installaties op het terrein
Bestaande processen zullen hiervoor bij Tata Steel op de schop moeten.
Buizen van XCarb, gemaakt van gerecycled en hernieuwbaar geproduceerd staal, met een hoog percentage staalschroot en 100% hernieuwbare elektriciteit | foto:ArcelorMittal
Groene waterstof bij H2 Green Steel
Staalproductie op basis van waterstof in plaats van het vervuilende cokes biedt de staalsector een uitweg, maar het staal wordt er niet goedkoper op. In 2021 becijferde ABN-AMRO dat groen staal tot wel 30 à 40% duurder kan uitpakken dan traditioneel geproduceerd staal. Desalniettemin is er een groeiende markt voor het prijzige, groene staal.
“De totale CO2-uitstoot van het H2 Green Steel-proces ligt 95% lager dan van traditionele processen”
Bedrijven als BMW Groep, Mercedes-Benz, Scania, maar ook staal- en aluminium handelsmaatschappij BE Group hebben bijvoorbeeld leveringsovereenkomsten afgesloten met het in 2020 opgerichte H2 Green Steel.
Deze Zweedse staalproducent zal hen per 2025 staal leveren dat daadwerkelijk de term ‘groen’ verdient. De totale CO2-uitstoot van het productieproces van H2 Green Steel ligt namelijk 95% lager dan die van traditionele staalproductieprocessen.
Duurzamer automatenstaal van ArcelorMittal: minder CO2-uitstoot en gemakkelijker te verspanen | foto:ArcelorMittal
Elektrolyser van 1 gigawatt
De grootste reductie komt op conto van een eigen elektrolyser, een installatie met een capaciteit van 1 gigawatt die via elektrolyse water splitst in zuurstof en volledig groene waterstof.
Deze waterstof dient voor het zuiveren van ijzererts, en maakt de inzet van kolen overbodig. De hoogoven zelf is ook ‘groen’, omdat deze volledig op duurzame elektriciteit draait. Bovendien maakt het bedrijf gebruik van staalschroot, wat circulair is, en smelt dit om tot vloeibaar staal.
Ook het proces van vloeibaar naar vast staal is opnieuw ontworpen en dit zou een energiebesparing opleveren van 70% ten opzichte van traditionele methodes.
