Projekt H2 Green Steel je krokom v prechode európskeho oceliarskeho sektora smerom k uhlíkovej neutralite. H2 Green Steel so sídlom v blízkosti Bodenu v severnom Švédsku bude prvou integrovanou oceliarňou na báze obnoviteľného vodíka na svete. Projekt tak otvára perspektívu ocele s nulovými emisiami CO2, a teda skutočnú revolúciu v sektore, ktorý v súčasnosti produkuje viac ako dve tony skleníkových plynov na tonu vyrobenej ocele. Závod bude mať výrobnú kapacitu 2,5 milióna ton ušľachtilej ocele v prvej fáze, ktorá sa začne v roku 2025 s nábehom v roku 2026, a 5 miliónov ton do roku 2030. Odhaduje sa, že továreň bude mať približne 2 000 zamestnancov.

Prečo práve severné Švédsko?

Oceliareň sa tu nachádza preto, lebo región ponúka jedinečné podmienky na výrobu zelenej ocele s prístupom k energii z obnoviteľných zdrojov, vysokokvalitnou železnou rudou, veľkým prístavom v Lulea a koncentráciou dlhoročného know-how v oblasti metalurgie a výroby ocele.

„Potrebujeme dva gigawatty zelenej elektriny na výrobu vodíka priamo v závode, prevádzku elektrických oblúkových pecí a elektrifikáciu nadväzujúcich procesov. Väčšina našej elektriny pochádza z vodnej energie. Rieka hneď vedľa závodu môže poskytnúť 14 až 15 terawatthodín elektriny. Boden má tiež vynikajúce pripojenie k národnej elektrickej sieti. Ide teda o optimálne miesto na zásobovanie zelenou energiou. Vynikajúca je aj logistická infraštruktúra. Boden je na železničnej trati, ktorá vedie z polí železnej rudy v severnom Švédsku do Baltského mora, odkiaľ môžeme expedovať všetky naše produkty a materiály,“ povedala Maria Persson Gulda, technická riaditeľka v H2 Green Steel.

Podľa najvyšších štandardov kvality

Výroba ocele dnes predstavuje nezanedbateľné percento priemyselných emisií CO2 v Európe. Dekarbonizácia priemyslu je preto nevyhnutnosťou. Produkovaním zelenej ocele v plne integrovanom výrobnom procese s využitím úplnej digitalizácie, elektriny z nefosílnych zdrojov a zeleného vodíka namiesto uhlia sa spoločnosť zaviazala uviesť do prevádzky najmodernejšie technológie a znížiť emisie na minimálnu úroveň. Takmer všetky technológie používané počas celého procesu úplne upúšťajú od používania zemného plynu alebo iných fosílnych palív. Nahradí ich vodík alebo elektrina z obnoviteľných zdrojov. Výsledkom je, že H2 Green Steel zníži emisie CO2 až o 95 % v porovnaní s tradičnou výrobou ocele.

„Spoločnosť H2 Green Steel nastavila technológiu závodu na výrobu plochej ocele podľa najvyšších štandardov kvality, aby slúžila automobilovému priemyslu. Závod bude vyrábať oceľ z prvotného materiálu technológiou DRI (priame redukované železo). V prvej fáze spoločnosť H2 Green Steel postaví jeden závod MIDREX® s ročnou kapacitou 2,1 milióna ton ocele. Oceliareň bude pozostávať z dvoch elektrických oblúkových pecí so systémami rekuperácie energie, dvoch dvojitých panvových pecí a odplynovača RH (Ruhrstahl Heraeus). Následne skupina SMS zabezpečí závod CSP® Nexus na odlievanie a valcovanie, kombinovanú moriacu linku, tandemovú studenú valcovňu a tri rôzne spracovateľské linky: kombinovanú žíhaciu a galvanizačnú linku, kontinuálnu galvanizačnú linku a pece na dávkové žíhanie,“ vysvetlil Christian Geerkens, hlavný projektový manažér v H2 Green Steel.

Ako prebieha výroba zelenej ocele?

Elektrolýza

Elektrolýza, čiže proces rozkladu vody na vodík a kyslík pomocou elektriny, je východiskovým bodom v procese výroby zelenej ocele. Elektrolýza s výkonom 800 MW bude integrovanou súčasťou závodu, ktorý využíva elektrickú energiu bez fosílnych palív na výrobu vodíka potrebného na výrobu 5 miliónov ton vysokokvalitnej ocele do roku 2030.

DR reaktor

DR reaktor rafinuje železnú rudu na priamo redukované železo (DRI), a to vystavením železnej rudy vodíku, ktorý reaguje s kyslíkom v rude za vzniku pary ako zvyškovej látky. Použitím zeleného vodíka vyrobeného v elektrolýze na redukciu namiesto uhlia bude možné znížiť emisie CO2. Väčšina DRI sa bude prepravovať v horúcom stave vnútri závodu do elektrickej oblúkovej pece, zatiaľ čo zvyšok sa bude briketovať do horúceho briketovaného železa na uskladnenie a neskoršie použitie. „Závod na výrobu DRI bude využívať 100 % vodík. Ide o zásadný prelom, keďže dnes sú všetky priemyselné zariadenia DRI prevádzkované plynmi z fosílnych zdrojov, najmä zemným plynom,“ upresnil Ch. Geerkens.

Elektrická oblúková pec

Elektrická oblúková pec je prvým zariadením v elektrickej taviarni. V elektrickej oblúkovej peci sa bezemisná elektrina použije na ohrev DRI a oceľového šrotu na homogénnu taveninu tekutej ocele. V procese tavenia hrá vodík dôležitú úlohu pri znižovaní spotreby elektriny, vytvára ochrannú vrstvu na povrchu taveniny a umožňuje transformáciu železa na oceľ. Z elektrickej oblúkovej pece sa tavenina prenáša do panvovej pece a RH odplynovača, kde sa do taveniny pridávajú zliatiny na rafináciu chémie.

„Elektrické oblúkové pece sú, samozrejme, poháňané elektrinou z obnoviteľných zdrojov. To je samo o sebe celkom nové. Na zníženie spotreby energie pri výrobe ocele budeme DRI vsádzať do pecí za tepla. Budeme mať aj dve zariadenia na rekuperáciu energie na výrobu pary pre elektrolyzéry a následné procesy,“ priblížil Ch. Geerkens.

Kontinuálne odlievanie a valcovanie

Tekutá oceľ sa premieňa na pevné produkty v integrovanom procese nazývanom kontinuálne liatie a valcovanie, čo umožňuje udržiavať oceľ v teple od elektrickej oblúkovej pece až po hotový výrobok. Integrovaný proces umožňuje znížiť spotrebu energie o 70 % a nahradiť zemný plyn bežne používaný v tradičnom procese. Oceľový pás, ktorý je počiatočným produktom do zariadenia na výrobu zelenej ocele, je navinutý do takzvaného zvitku za horúca.

Dokončovacie linky

Po kontinuálnom odlievaní a valcovaní sa niektoré zvitky valcované za tepla prenesú na plne elektrifikované dokončovacie linky. V závislosti od požiadaviek koncového zákazníka prechádzajú výrobky rôznymi úpravami vrátane valcovania za studena na zmenu hrúbky, žíhania na vytvorenie správnych mechanických vlastností a žiarového zinkovania na dosiahnutie požadovanej odolnosti proti korózii.

Od roku 2025 vo veľkom

Cieľom je vybudovať prvú veľkú továreň na výrobu zelenej ocele na svete. Spojením existujúcich technológií výroby železa a ocele s rozsiahlou výrobou zeleného vodíka by mohli spustiť výrobu už v roku 2025. Procesné zariadenia nie sú navrhnuté len na minimálnu produkciu emisií CO2, ale aj na výrobu pokrokových automobilových ocelí. Poprední európski výrobcovia automobilov ako Porsche, Mercedes-Benz, Scania už podpísali zmluvy s H2 Green Steel o dodávke zelených vysokokvalitných oceľových pásov.

Zdroj foto: H2 Green Steel

Zdroj

[1] Green Steel production. H2 Green Steel. [online]. Publikované 7. 7. 2022. Citované 24. 11. 2023. 
[2] One of the world´s largest hydrogen plants is planned here. Bodenxt. [online]. Publikované 19. 4. 2023. Citované 24. 11. 2023.
[3] „We will get the best technology“. SMS Group. [online]. Publikované 17. 5. 2023. Citované 24. 11. 2023. 

-pev-