Vetypolttoaineella voi vähentää terästeollisuuden päästöjä

Teräsvalmistaja Ovakon ja Linden yhdessä tekemät menestyksekkäät testit ovat osoittaneet, että teräksen kuumavalssaukseen liittyvät päästöt voidaan ”käytännössä poistaa” vetypolttoaineen avulla.

To view the video, you need to consent to YouTube cookies.

To do so, please click here to open the Privacy Preference Center and enable social media cookies.

2,5 tunnin päässä Tukholmasta pohjoiseen sijaitseva Hoforsin pikkukaupunki on ollut ruotsalaisen terästeollisuuden keskus jo vuosisatojen ajan. Kaupungin tehdas, jonka on teräsvalmistaja Ovakon omistuksessa ja käytössä, on ollut toiminnassa vuodesta 1604.

Vuonna 2020 Hoforsissa otettiin uusi tärkeä askel terästeollisuudessa: siellä tehtiin ensimmäinen täyden mittakaavan teräksen kuumennustesti, jossa vetyä käytettiin polttoaineena ja happea hapettimena ennen valssausta. Testi tehtiin Ovakon ja Linden välisenä yhteistyönä. Se suoritettiin yhdessä Ovakon kuumennusuuneista Hoforsin valssaamolla, ja testituloksissa saatettiin nähdä merkittäviä viitteitä terästeollisuuden tulevaisuudesta.

”Se oli historiallinen hetki Lindelle ja terästeollisuudelle”, hän muistelee.

Linden metallurgian tuotepäällikkö Ola Ritzén oli läsnä testissä. Kun hän seurasi hehkuvan teräksen kulkemista valssien läpi, hän tiesi todistavansa merkittävää saavutusta.

”Se oli historiallinen hetki Lindelle ja terästeollisuudelle”, hän muistelee.

Yhtä kuudesta harkosta käsitellään kuumennusuunissa.

Vetyä nestekaasun sijaan

Ritzén sekä muut Linden sekä Ovakon kollegat olivat todistamassa, miten ensimmäinen fossiiliton kuumennettu harkko syötettiin täysimittaiseen teräksen kuumavalssauksen valmistusprosessiin. Perinteisesti uunien kuumennuksen polttoaineena käytetään nestekaasua. Uuneissa teräsharkot kuumennetaan yli 1 200 oC:n lämpötilaan, ennen kuin ne valssataan eri muotoihin jälkikäsittelyä varten.

Tämän testin aikana Ovakon uuni kuitenkin kuumennettiin vedyllä. Vetypolttoaine ei ole öljyperäistä, vaan se valmistetaan elektrolyysillä. Elektrolyysissä veden vety ja happi erotetaan toisistaan sähkön avulla.

”Tämä oli ensimmäinen kerta, kun vetyä käytettiin teräksen kuumentamiseen nykyisessä tuotantoympäristössä”, sanoo Anders Lugnet, Ovako-konsernin energia- ja uunitekniikan asiantuntija.

Kun terästä analysointiin kattavasti testin jälkeen, havaittiin, ettei vedyllä kuumentaminen heikentänyt sen laatua.

Myönteisten tulosten ansiosta vety voidaan ottaa käyttöön täysimittaisesti valssausuunien kuumennuksessa, ja sen avulla terästeollisuuden ympäristövaikutusta voidaan pienentää huomattavasti.

”Nyt tiedämme, että vedyn käyttö ei heikennä teräksen laatua, joten sen avulla voimme vähentää jo maailmanlaajuisesti pientä hiilijalanjälkeämme vielä paljon pienemmäksi”, Ovakon Anders Lugnet toteaa.

Polttoaine ilman hiilidioksidipäästöjä

Vedyn käyttämistä polttoaineena on alettu tutkia entistä enemmän, sillä Ovako ja muut teräsvalmistajat haluavat olla vähemmän riippuvaisia fossiilisista polttoaineista ja vähentää päästöjään.

Kun vety palaa, se reagoi hapen kanssa ja muuttuu takaisin vedeksi. Koska höyry on ainoa vedyn polttamisen sivutuote, vetypolttoaineella kuumavalssattu teräs ei aiheuta esimerkiksi CO2- ja SOx-päästöjä.

Ruotsissa sähköä tuotetaan pääasiassa muilla kuin fossiilipohjaisilla prosesseilla, esimerkiksi vesi-, tuuli- ja ydinvoimalla. Näin ollen vetypolttoaine on jotakuinkin hiiletön.

”Näin voimme käytännöllisesti katsoen poistaa teräksen kuumavalssauksen kasvihuonekaasupäästöt”, Ritzén selittää.

Testausta on tarkistamassa Ola Ritzén, Linden Pohjois-Euroopan metallurgian tuotepäällikkö.

Pitkäkestoinen yhteistyö

Täysimittainen vetypolttoaineen testaus Hoforsissa oli vain viimeisin esimerkki Linden ja Ovakon pitkäkestoisesta yhteistyöstä, jossa on pyritty löytämään keinoja terästuotannon energiankulutuksen ja päästöjen vähentämiseen.

Tällä hetkellä terästeollisuus vastaa seitsemästä prosentista koko maailman CO2-päästöistä. Niinpä päästöjen vähentäminen on teräsvalmistajien tehtävälistan kärjessä.

Linde pyrkii yhdessä asiakkaidensa kanssa kehittämään uusia tekniikoita, jotka tehostavat teräksen valmistusta, parantavat lopputuotteita ja vähentävät terästeollisuuden ympäristövaikutusta.

25 viime vuoden aikana Linde ja Ovako ovat kehittäneet ja ottaneet käyttöön happipolttoprosessin, jossa polttoprosessin ilma vaihdetaan puhtaaseen happeen, mikä vähentää polttoaineen kulutusta.

Ovako on jo muuntanut 57 uunia käyttämään happipolttoa, mikä on johtanut maailmanlaajuisesti suurimpaan energiankulutuksen ja CO2-päästöjen vähenemiseen sekä samalla parantanut kapasiteettia ja laatua.

Kun Ovako on vaihtanut fossiilisesta polttoaineesta ympäristöystävälliseen vetyyn Linden tuella, se on vankistanut mainettaan terästeollisuuden kestävän kehityksen johtajana entisestään.

”Olemme tehneet tiivistä yhteistyötä Linden kanssa monen vuoden ajan, ja olemme ylpeitä siitä, että pystyimme tähän heidän kanssaan”, Lugnet sanoo.

Kestävän kehityksen parantaminen

Muutamaa kuukautta aiemmin Linden ja Ovakon yhteistyössä otettiin yksi merkittävämmistä askelista Linden polttotekniikkakeskuksessa Älvsjössä hieman Tukholmasta etelään. Siellä sijaitsevassa Linden huipputasoisessa polttolaboratoriossa tehtiin vetypolttoaineen alkutestit.

Koska hallitussa esittely-ympäristössä tehdyt testit olivat menestyksekkäitä, Lugnet ja muut hänen työtoverinsa Ovakolla saivat luottamusta aloittaa täysimittaiset testit yrityksen tuotantopaikalla Hoforsissa.

”On jännittävää nähdä todisteita siitä, että vedyn käyttö kuumennuksessa ei heikennä teräksen laatua”, Ovakon Anders Lugnet toteaa.

Ovako harkitsee nyt ratkaisun laajentamista muuhun Hoforsin tuotantolaitokseen ja mahdollisesti myös toisiin tuotantopaikkoihin, jotta yritys voi parantaa kestävää kehitystä lisää. Yrityksen hiilijalanjälki on jo nyt 80 prosenttia pienempi maailmanlaajuiseen alan keskiarvoon verrattuna. Koska Linden kanssa tehty yhteistyö on ollut hyvin tuloksekasta, ruotsalainen teräsvalmistaja uskoo pystyvänsä vielä parempaan.

”On jännittävää nähdä todisteita siitä, että vedyn käyttö kuumennuksessa ei heikennä teräksen laatua”, Anders Lugnet toteaa.

”Jos voimme tehdä tämän investoinnin ja laajentaa prosessia, se voi vähentää vuosittaisia hiilidioksidipäästöjä 20 000 tonnilla. Ja se on vasta alkua.”