Hoppa till innehållet

Forskar med Hybrit-tekniken i fokus

Publicerad: 9 oktober 2020

Hybrit-tekniken kan göra att Sverige blir först i världen med att leverera fossilfritt stål. Luleå tekniska universitet medverkar i forskning om den vätgasbaserade ståltillverkningen inom Hybrit.

– Hybrit är ett unikt projekt, så vi är väldigt nöjda att vi blev tillfrågade att medverka i tre av totalt sex arbetspaket inom forskningsprogrammet som energimyndigheten finansierar, säger Bo Björkman, professor i processmetallurgi vid Luleå tekniska universitet och projektledare.

Från fossilt kol till vätgas

För den som passerar sjövägen från Luleå centrum mot ytterskärgården, tornar den vita Hybrit-anläggningen upp sig som en fyr på den gamla malmkajen på Svartöns industriområde. Väggskylten: Fossil-free steel, talar om målet med anläggningen. Svartökajen som en gång byggdes för utskeppning av malm i Luleå och för att ta emot kol, rymmer nu en unik pilotanläggning, den första i världen, som ska ersätta det gamla fossila kolet som reduktionsmedel vid ståltillverkning, med fossilfri vätgas.

– Det är väldigt viktigt för Luleå tekniska universitet att vi är med i Hybrit-projektet. Som i alla forskningsprojekt med industrin både tillför vi kunskap och lär oss nytt, säger Bo Björkman.

Ett av de största teknikskiftena inom järn- och stålindustrin

Hybrit handlar om att kraftigt minska utsläppen av koldioxid inom svensk järn- och ståltillverkning. Det långsiktiga klimatmålet i Sverige innebär att vi inte ska ha några utsläpp av växthusgaser år 2045, samtidigt som 100 procent av elproduktionen ska vara förnybar. SSAB är Sveriges enskilt största utsläppare av koldioxid. För att överleva med bibehållen storskalig produktion måste järn- och stålindustrin genomgå ett teknikskifte. Vätgas istället för kol för att reducera LKAB:s järnmalm till järn är ett av de största teknikskiftena inom järn- och stålindustrin och ses idag som den enskilt viktigaste lösningen för att minska koldioxidutsläppen.

Hybrit- en satsning av SSAB, LKAB och Vattenfall

Hybrit är en satsning av ståltillverkaren SSAB, gruv- och mineralkoncernen LKAB och energibolaget Vattenfall för att hitta tekniska och ekonomiska lösningar, för en industriell vätgasbaserad järn- och stålproduktion. För att nå dit behövs samarbete med forskare vid bland annat Luleå tekniska universitet.

– Vätgas i stället för kol som reduktionsmedel är ett alternativ för att minska utsläppen av växthusgaser från järn- och stålframställning, och det som idag har störst potential att åstadkomma en helt fossilfri stålframställning. Men för att nå det krävs stora förändringar i energisystem, järnmalmsförädling och stålframställning, marknader och politik. Det är en systemomställning där industrin måste arbeta tillsammans med en mängd samhällsaktörer, berättar Bo Björkman.

Vätgas skiljer järnet från syret

I Luleå tillverkar SSAB järnmalmsbaserat stål av järnmalmspellets från LKAB. Fossilt kol hettas upp i ugnar på koksverket och omvandlas till gas och koks. Koksen går till masugnen där den ska reducera syre från järnmalmen, så att flytande råjärn bildas; malmen reduceras till järn. Just den här masugnsprocessen är den dominerande källan till utsläppen av koldioxid. Det är i den masugnsprocessen som Hybrit-tekniken med vätgas ska revolutionera. Fossilfri vätgas istället för kol ska skilja järnet från syret, genom så kallad direktreduktion. Koldioxidutsläppen ska bli lika med noll.

– Att producera metall med hjälp av vätgas är inte nytt men att sätta ihop alla processdelarna och göra det till ett industriellt fungerande koncept för järn- och stålframställning, och få ekonomi i det, det är unikt. Det innebär en stor omställning av produktionskedjan från järnmalm till stål och har dessutom stor påverkan på elenergisystemet, eftersom framställning av vätgas i den skala som kommer att krävas medför en kraftigt ökad elenergiförbrukning, säger Bo Björkman.

Labbtester för Hybrits pilotanläggning

Det är inom forskningsämnena processmetallurgi, energiteknik och nationalekonomi som Luleå tekniska universitet medverkar inom Hybrits forskningsprogram: Fossil-fri produktion av järnmalmspellets, Vätgasbaserad järnmalmsreduktion och Ståltillverkning baserat på järn framställt av vätgasreducerad järnmalm.

I universitetets egna labb gör just nu forskarna vid Luleå tekniska universitet, tester och utvärderingar som kan komma att användas i utvecklingen av Hybrits pilotanläggning. Lärdomarna från processer i pilotanläggningen kommer att ligga till grund för den planerade framtida demonstrationsanläggningen. Där ska järn produceras med vätgas under samma förhållanden som i en fullskalig anläggning, men med begränsad kapacitet. Var en sådan anläggning i så fall ska placeras är ännu inte beslutat.

Forskarteamet på Luleå tekniska universitet

Från vänster på bilden ovan: Hesham Ahmed, biträdande professor i processmetallurgi, Robert Lundmark, professor i nationalekonomi, Charlotte Andersson, biträdande professor i processmetallurgi, Elisabeth Wetterlund, biträdande professor i energiteknik, Anna Eriksson, doktorand i processmetallurgi och Elias Olofsson, doktorand i nationalekonomi.

Kontakt

Bo Björkman

Bo Björkman, Professor

Telefon: 0920-491292
Organisation: Processmetallurgi, Mineralteknik och metallurgi, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser
Charlotte Andersson

Charlotte Andersson, Biträdande professor, Programchef

Telefon: 0920-493682
Organisation: Processmetallurgi, Mineralteknik och metallurgi, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser
Elisabeth Wetterlund

Elisabeth Wetterlund, Biträdande professor

Telefon: 0920-491056
Organisation: Energiteknik, Energivetenskap, Institutionen för teknikvetenskap och matematik
Robert Lundmark

Robert Lundmark, Professor

Telefon: 0920-492346
Organisation: Nationalekonomi, Samhällsvetenskap, Institutionen för ekonomi, teknik och samhälle

Taggar