Innovativa vätgasbaserade reduktions- och förkolningsstrategier för järnframställning baserad på förnybar energi (HYCARE)

HYCARE-projektet har nyligen godkänts för finansiering av Formas och syftar till att ta itu med några av de viktigaste utmaningarna när det gäller att minska koldioxidutsläppen från järn- och stålindustrin.

Sammanfattning av projektet:

Globalt sett är stålsektorn en av de största utsläpparna av växthusgaser (GHG), främst genom utsläpp av koldioxid (CO₂). I Sverige står järn- och stålindustrin ensam för cirka 6,6 miljoner ton fossila koldioxidutsläpp per år, vilket motsvarar cirka 9 % av landets totala utsläpp. Att uppnå nettonollutsläpp till 2045 är ett nationellt mål som sätter stor press på stålindustrin att hitta kostnadseffektiva och skalbara lösningar med låga koldioxidutsläpp.

En av de lovande strategierna är att ersätta fossilt kol med grön vätgas vid järnframställning. Sverige leder redan denna övergång genom flera initiativ. Viktiga utmaningar kvarstår dock, särskilt när det gäller

• Hantering och bearbetning av kolfritt vätereducerat järn (H-DRI)
• Säkerställa en stabil och kontinuerlig försörjning av grön vätgas
• Behovet av kol i ståltillverkningsprocessen för energieffektivitet, slaggskumning och legeringsbildning

HYCAREs tre innovativa tillvägagångssätt:

1. Biosyngas som en förnybar kolkälla
   En liten mängd bio-syngas tillförs tillsammans med vätgas i reduktionsaxeln, vilket möjliggör samtidig reduktion och förkolning av järnoxidpellets. Detta tillvägagångssätt införlivar inte bara det nödvändiga kolet i H-DRI, utan håller också processen fossilfri och främjar cirkulär användning av biobaserade biprodukter.
   
   
2. CO₂ som förkolningsmedel
   Genom att utnyttja RWGS-reaktionen (reverse water-gas shift) används en gasblandning av väte och CO₂ för att både reducera och förkolna järnoxiden. Detta tillför inte bara kol till H-DRI utan erbjuder också en väg till negativa koldioxidutsläpp, vilket omvandlar ståltillverkning från en utsläppare till en potentiell kolsänka.
   
   
3. Metanol och etanol som vätgasbärare
   Metanol och etanol utforskas som medel med dubbla funktioner: reduktion av järnoxid och tillförsel av kol. Denna strategi löser utmaningarna med tillgången på vätgas samtidigt som den skapar flexibilitet och redundans i processen.

Förväntad effekt:

• Betydande minskning av koldioxidutsläpp från järn- och stålproduktion
• Förbättrad energisäkerhet och luftkvalitet
• Större processflexibilitet och resurseffektivitet
• Skapande av nya marknadsmöjligheter för energiprodukter som härrör från biomassa
• Stöd till Sveriges och EU:s mål för klimat och industriell konkurrenskraft

Projektet är strategiskt relevant inte bara för Sverige utan även för andra europeiska länder med tillgång till biomassa och grön el. I takt med att infrastrukturen för förnybar energi byggs ut syftar HYCARE till att bidra till att bygga en mer hållbar, konkurrenskraftig och klimatanpassad stålindustri för framtiden.