Sem combustíveis fósseis, não pode haver processo de alto-forno - mas o hidrogênio pode desempenhar um papel mais importante no futuro. Um processo ambientalmente correto está sendo desenvolvido na TU Wien pelo qual a biomassa pode ser usada para produzir um gás rico em hidrogênio que pode então ser empregado de várias maneiras na indústria de ferro e aço. A TU Wien e a voestalpine pretendem agora conduzir pesquisas conjuntas adicionais sobre o assunto. A visão de longo prazo é uma fonte de energia renovável, firmemente ancorado no projeto de uma estrutura integrada de ferro e aço.

Duas correntes de gás:hidrogênio aqui, dióxido de carbono lá

Em um processo desenvolvido na TU Wien, a biomassa é convertida em altas temperaturas de uma maneira que produz dois fluxos de gás separados:um gás produtor rico em hidrogênio e um gás residual rico em CO2. Isso é conhecido como um processo de reforma da biomassa e é possível pelo uso de cal em um sistema especial de leito fluidizado. Em uma siderúrgica integrada, combinando as várias etapas de produção e acabamento do ferro-gusa ao produto acabado de aço, seria possível usar o gás de produção rico em hidrogênio em vários estágios de produção. Como fonte de energia renovável, isso ofereceria uma alternativa ambientalmente correta ao gás natural. Ao mesmo tempo, também estão sendo realizadas pesquisas sobre o fluxo de gases residuais. No novo processo, o CO2 que ele contém é enriquecido e, portanto, pode ser eficientemente separado ou submetido a processamento posterior.

“Do ponto de vista químico, a etapa reativa importante no processo de alto-forno é a redução do minério de ferro, "explica Johannes Schmid, Gerente de Projetos no Instituto de Engenharia Química da TU Wien. “No minério natural, o ferro está presente na forma de óxido de ferro, portanto, os átomos de oxigênio primeiro precisam ser separados dos átomos de ferro. "

Neste processo de redução, o carbono na coque, e, em particular, o monóxido de carbono resultante, desempenha um papel fundamental. Até uma certa proporção, Contudo, o hidrogênio também pode servir como um possível agente redutor. Toda a cadeia de processo, desde a produção e integração de gás hidrogênio a partir de fontes renováveis ​​até seu uso em altos-fornos, exigirá mais pesquisas no futuro. “De qualquer forma, podemos mostrar que um gás redutor pode ser obtido da biomassa com o auxílio de um novo processo, "explica Florian Benedikt, Josef Fuchs e Stefan Müller, que estão trabalhando no projeto. "De acordo com nossas medições, em princípio, nosso gás de produção é uma fonte de energia biogênica adicional adequada. A qualidade do gás é pelo menos equivalente àquela que a voestalpine já utiliza hoje em várias etapas de processamento em uma siderúrgica integrada. ”

Exploração de dióxido de carbono:ainda melhor do que neutro de CO2

O segundo fluxo de gás produzido no processo de reforma de biomassa da TU Wien contém CO2. Se o dióxido de carbono for finalmente liberado no meio ambiente, isso fecha o ciclo do carbono:tudo o que é liberado é o CO2 que antes era armazenado como biomassa nas plantas que foram utilizadas. Se o CO2 não for liberado no meio ambiente, mas processado posteriormente, então, o processo tem uma pegada de CO2 ainda melhor:isso é conhecido como um processo de 'emissão abaixo de zero'.

Visão:implantação de fontes renováveis ​​de energia nos processos produtivos

O Prof. Hermann Hofbauer está encantado com os resultados alcançados:“A implementação de fontes renováveis ​​de energia em um processo intensivo de recursos como a produção de aço apresenta um grande desafio. O projeto de pesquisa com voestalpine sobre este assunto é, portanto, um importante projeto de farol para o nosso grupo de pesquisa. " Para otimizar o processo de reforma da biomassa, um grande centro de pesquisa, com altura total de sete metros, foi construído entre 2013 e 2015 na TU Wien. "Somente tal instalação pode nos dar resultados significativos que nos permitirão projetar grandes instalações industriais de demonstração, "diz Hofbauer.

“Nossos resultados estão nos mostrando que é tecnicamente possível, "explica Johannes Schmid." Para biomassa de alta qualidade, como aparas de madeira, no entanto, não é possível ilustrar economicamente as perspectivas de uso nas condições atuais. É por isso que mais pesquisas intensivas são necessárias, para que possamos também tornar possível o uso de matérias-primas biogênicas de baixo custo. "Além da geração de hidrogênio por meio de um processo de eletrólise, a tecnologia também oferece outra alternativa verde possível para a produção de aço no longo prazo.