Một-cơ sở sản xuất thép thí điểm có lượng carbon thấp ở miền bắc Thụy Điển có thể giảm đáng kể lượng khí thải carbon của ngành
Vào tháng 6 năm 2018, một buổi lễ-động thổ mang tính biểu tượng đã diễn ra tại địa điểm của một nhà máy thép thí điểm ở Luleå, Bắc Thụy Điển. Nó đánh dấu sự khởi đầu của một dự án được hy vọng cuối cùng sẽ dẫn đến một cuộc cách mạng trong sản xuất thép – giảm lượng khí thải carbon của nhà máy xuống gần như bằng không.
Dự án có tên HYBRIT – Công nghệ luyện sắt đột phá HYdrogen – nhằm mục đích thay thế than cốc thường được sử dụng trong sản xuất thép bằng hydro được sản xuất từ điện tái tạo. Cả than cốc và hydro đều có thể được sử dụng làm chất khử để loại bỏ tạp chất khỏi quặng sắt. Trong sản xuất thép truyền thống, carbon trong than cốc phản ứng với oxy trong quặng sắt để tạo thành carbon dioxide. Nếu sử dụng hydro thay vì than cốc thì nó sẽ phản ứng với oxy trong quặng sắt để tạo thành…hơi nước.
"Thụy Điển có khả năng tiếp cận tốt với điện tái tạo, dễ dàng tiếp cận nguồn nước, quặng sắt chất lượng-cao nhất Châu Âu và ngành thép chuyên biệt, sáng tạo"
Mårten Görnerup, Giám đốc điều hành của HYBRIT
Những người tham gia dự án tin rằng nó có khả năng khử cacbon đáng kể cho ngành thép ở Thụy Điển và các nơi khác. Thật vậy, toàn bộ ngành công nghiệp thép đã không ngừng phấn đấu để nâng cao hiệu quả của các quy trình và việc sản xuất một tấn thép hiện tiêu tốn 40% năng lượng cần thiết vào năm 1960.
HYBRIT là liên doanh giữa SSAB, nhà sản xuất thép lớn nhất ở Bắc Âu, LKAB, nhà sản xuất quặng sắt lớn nhất Châu Âu và Vattenfall, một trong những nhà sản xuất điện lớn nhất Châu Âu. Nếu dự án thành công, nó có khả năng giảm tổng lượng khí thải carbon dioxide của Thụy Điển xuống 10% và của Phần Lan là 7%.
Mårten Görnerup, Giám đốc điều hành của công ty liên doanh, giải thích về tiến trình dự án: "Một-nghiên cứu tiền khả thi đã bắt đầu vào năm 2016 và hiện tại chúng tôi đang xây dựng nhà máy thí điểm và sẽ chạy thử nghiệm từ năm 2020 đến năm 2024.
"Đến năm 2028, chúng tôi sẽ mở rộng quy mô thành một nhà máy trình diễn, hoạt động như một cơ sở công nghiệp hoạt động 24/7 trong nhiều tháng. Mọi việc đều ổn, mục tiêu là có một quy trình công nghiệp vào năm 2035."
Sự đột phá mang tính biểu tượng cho dự án HYBRIT, có thể làm giảm đáng kể-lượng khí thải carbon trong ngành sản xuất thép
Đúng nơi, đúng lúc
Hiện nay, phần lớn hydro được sản xuất thông qua quy trình gọi là cải cách hơi nước, bao gồm việc sử dụng hơi nước ở nhiệt độ cao để tách hydro từ khí tự nhiên, nhiên liệu hóa thạch. Điều đặc biệt ở quy trình HYBRIT là toàn bộ hydro thu được bằng cách cho dòng điện chạy qua nước trong cái gọi là điện phân. Mặc dù việc này tiêu tốn nhiều năng lượng nhưng nếu nguồn điện cần thiết có thể được cung cấp từ nguồn năng lượng tái tạo thì lượng khí thải carbon trong toàn bộ quá trình sẽ không đáng kể.
Do đó, Thụy Điển là một địa điểm lý tưởng cho HYBRIT do sự kết hợp của nhiều yếu tố. Gornerup cho biết: "Thụy Điển có khả năng tiếp cận tốt với điện tái tạo, dễ dàng tiếp cận nguồn nước, quặng sắt chất lượng-cao nhất Châu Âu và một ngành thép chuyên biệt, sáng tạo". "Việc ký kết Thỏa thuận Paris và quyết định của quốc hội rằng Thụy Điển sẽ loại bỏ dần nhiên liệu hóa thạch để sản xuất điện vào năm 2045 có nghĩa là thời điểm cũng rất hoàn hảo."
Nhà máy sẽ được sử dụng để thực hiện các chiến dịch thử nghiệm nhằm tìm ra điều kiện tối ưu để giảm thiểu. Công việc này sẽ mang lại sự hiểu biết rõ ràng hơn về những gì xảy ra trong một hệ thống công nghiệp kết nối với nhau và làm thế nào để đạt được một quy trình sản xuất hiệu quả.
Martin Lindqvist, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành của SSAB, cho biết thêm: "HYBRIT là một phần quan trọng trên con đường hướng tới các mục tiêu bền vững của SSAB và báo cáo từ-nghiên cứu tiền khả thi cho thấy không chỉ có thể thực hiện sáng kiến này mà còn có thể tạo ra những cơ hội thú vị trong tương lai cho chúng tôi với tư cách là một công ty. Chúng tôi muốn trở thành một phần của giải pháp cho vấn đề biến đổi khí hậu."
Vattenfall vận hành một số cơ sở thủy điện
Tính chi phí
HYBRIT đã được chính phủ Thụy Điển hỗ trợ rộng rãi và vào tháng 6, HYBRIT đã nhận được khoản đóng góp tài chính lớn nhất từ trước đến nay từ Cơ quan Năng lượng Thụy Điển cho một dự án thí điểm – tổng cộng 528 triệu krona Thụy Điển, tương đương 51,3 triệu euro.
Mặc dù nghiên cứu ban đầu cho thấy chi phí sản xuất của HYBRIT sẽ cao hơn khoảng 20 đến 30% so với các quy trình sản xuất thép truyền thống, nhưng khoảng cách đó dự kiến sẽ giảm dần theo thời gian, với khả năng tăng chi phí phát thải carbon dioxide thông qua Hệ thống Thương mại Phát thải của Liên minh Châu Âu và dự kiến chi phí năng lượng tái tạo sẽ giảm.
Nếu HYBRIT thành công, những tác động đối với tương lai của ngành sản xuất thép trên toàn cầu có thể rất đáng kể. Görnerup kết luận: "Chúng ta đang bước vào một kỷ nguyên mới cho ngành sản xuất thép. Tất nhiên, công nghệ này đòi hỏi một lượng lớn điện tái tạo giá rẻ mà ngày nay không có sẵn ở mọi nơi trên thế giới. Nhưng việc giảm quặng sắt mà không sử dụng than luyện cốc sẽ là một sự thay đổi lớn trong ngành và có ý nghĩa tích cực lớn trong cuộc chiến chống biến đổi khí hậu toàn cầu của chúng ta."
