Det svenska projektet Hybrit framhålls som ett internationellt klimatföredöme. Vid FN:s klimattoppmöte i New York för en månad sedan var Martin Lindqvist, vd på ståljätten SSAB, på plats för att presentera arbetet.
Syftet med projektet, som drivs av storbolagen Vattenfall, SSAB och LKAB, är att ställa om stålindustrin till fossilfri tillverkning. Planen är att använda vätgas för att dela upp järnmalmen i järn och syre i schaktugnar. De hårda små järnkulor som bildas i schaktugnen, järnsvampen, smälts sedan i elektriska ljusbågsugnar.
En pilotanläggning byggs just nu i Luleå för att testa metoden. Målet är att fossilfritt svenskt stål ska kunna säljas brett från 2035.
”När vi vill ställa om kommer det att bildas en marknad”
Men en del kol kommer ståltillverkningen fortsatt att behöva. Dels måste kol tillsättas som legering så att stålet ska bli tillräckligt formbart och härdbart. Dels behövs kol i ljusbågsugnen för att sänka smältpunkten och bilda ett skyddande täcke av skummande slagg ovanpå smältan.
– Man vill täcka ljusbågen med slagg så att värmen behålls i smältan och inte strålar uppåt och ger upphov till stora förluster och sliter på utrustningen, säger Martin Pei, teknikchef på SSAB.
För de här ändamålen siktar SSAB på att använda biokol, som tillverkas av biomassa och alltså inte har fossilt ursprung. Världsproduktionen är i dag inte särskilt stor, omkring 300 000 ton per år, men Martin Pei oroar sig inte för någon brist på biokol.
– Det finns inte så mycket att köpa i dag, för det behovet har inte funnits. Men när vi vill ställa om kommer det att bildas en marknad. Det hoppas vi, säger Martin Pei.
Grafiten i elektroderna slits av elektriciteten
Hans inställning får stöd av Hans-Peter Schmidt på det internationella Ithakainstitutet för kolstrategier.
– Marknaden växer kraftigt sedan ungefär fem år tillbaka. Vi förväntar oss exponentiell tillväxt under åtminstone de närmaste tio åren, säger han.
Men 100 procent fossilfritt kommer stålet inte att bli – även om Hybritprojektet lyckas i alla sina föresatser. Främst beror det på två saker: Grafit och kalk.
Grafit behövs i elektroderna i ljusbågsugnen. Den typen av ugnar används vanligtvis för att smälta skrot och fungerar genom att tre elektroder sänks ner i skrothögen. Elektroderna matas med en hög trefasström och skickar ljusbågar mot skrotet. Men grafiten i elektroderna slits av elektriciteten.
– Grafitelektroder är en förbrukningsvara. Det brukar gå åt 1,5 till 2,5 kg grafitelektrod per ton stål som produceras vid normal smältning av skrot, säger Martin Pei.
Fossila utsläpp från kalk och legeringar
När järnsvamp ska smältas i ljusbågsugnen behövs mer el. Inom Hybritprojektet räknar man därför med att ungefär tre kg grafitelektrod kommer att slitas ut per ton stål.
I dag har grafiten i elektroden fossilt ursprung.
– Det är väldigt speciellt kol som krävs i grafitelektroderna. Så i dag ser vi ingen möjlighet att ersätta de fossila grafitelektroderna i ljusbågsugnen, säger Martin Pei.
En annan källa till fossila utsläpp är kalk. Vid smältningen i ljusbågsugnen måste kalk tillsättas för att det ska bilda slagg som binder svavel och fosfor, som annars skulle skada stålet.
Även vissa legeringar som tillsätts i stålet, till exempel ferromangan och ferrokrom, innehåller en del fossilt kol som ger upphov till utsläpp.
”Sverige har överskott på fossilfri el”
Totalt räknar SSAB med att Hybritmetoden kommer att leda till 25 kg fossila koldioxidutsläpp per ton tillverkat råstål. Det motsvarar 1,6 procent av dagens utsläpp, med tillverkning i masugnar, som ger 1 600 kg koldioxid per ton råstål.
– Det är tillräckligt försumbart för att kalla det för fossilfritt stål, säger Martin Pei.
Hybritberäkningen bygger på att enbart förnybar el kommer att användas. Eventuella fossila utsläpp från uranbrytning till kärnkraft eller från kolkraft som importeras från utlandet ingår inte.
– Sverige har överskott på fossilfri el redan i dag och vi tror att det är möjligt att bygga ut det ytterligare, säger Martin Pei.
”Vi kommer att vara transparenta”
Ståltillverkningen med ljusbågsugnar kommer att göras med en blandning av järnsvamp och stålskrot. Skrotet, som främst ska importeras från utlandet, har sannolikt fossilt ursprung under lång tid framöver. Exakt hur stora mängder skrot som ska användas kan SSAB inte svara på i dag.
– Det kommer att bero på vilka krav som ställs på stålet utifrån dess slutliga användning. Men att använda återcirkulerat skrot tillsammans med järnsvamp är positivt utifrån cirkulärekonomisk synpunkt, säger Martin Pei.
Om det framtida stålet har en inblandning av exempelvis 50 procent skrot, tillverkat med fossilt kol och koks, förtjänar det då ändå att kallas för ”fossilfritt”?
– Hur vi ska beskriva stålet kommer vi att återkomma till längre fram. Men vi kommer att vara transparenta med vad vårt stål innehåller, säger Martin Pei.
Kommentarer
Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.
Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.