Het was een klein experiment, maar het zorgde ervoor dat de wereld opstond en het opmerkte.
Omdat, als de vruchten ervan worden gegeten, het de potentie heeft om tot 20 procent van de cokes te vervangen die wordt gebruikt om staal te maken met waterstof – een behoorlijk groot probleem bij het verminderen van de uitstoot van koolstofdioxide.
Op 23 april maakte Tata Steel bekend dat het met succes een kleine hoeveelheid waterstof in een van zijn hoogovens had geïnjecteerd (6 kg per ton ruwijzer, gedurende vier dagen). Wereldwijd zijn er slechts twee van dergelijke pogingen eerder gemeld. De eerste was een Japans project uit 2015 genaamd Course50, waarbij indirect waterstof werd geïnjecteerd in de vorm van cokesovengas. De andere was het Duitse Thyssenkrupp 2021-experiment, waarbij gedurende een paar uur 0,5 kg waterstof per ton ruwijzer werd geïnjecteerd. Geen van beide is qua schaal of duur vergelijkbaar met wat Tata Steel heeft gedaan.
“Het was een doorslaand succes”, zegt Dr. Debashish Bhattacharjee, Vice President (Technology, R&D) bij Tata Steel. Quantum. Hij zei dat het experiment “enorme hoeveelheden gegevens” opleverde, eraan toevoegend dat het van “pen en papier naar het echte leven” ging.
Gezien de ernstige bezorgdheid over de klimaatverandering, is het vervangen van kooldioxide-uitstotende cokes door waterstof de heilige graal geworden voor de staalindustrie, die volgens het Internationaal Energieagentschap ongeveer 2,8 miljard ton heeft uitgestoten, of ongeveer 7 procent van de wereldwijde uitstoot. van broeikasgassen door energieverbruik in 2020.
Makkelijk op papier. De koolstof in de cokes trekt de zuurstof weg van het ijzererts om puur ijzer achter te laten; Waterstof doet hetzelfde, maar dan zonder de uitstoot van broeikasgassen. Maar het probleem is dat de wereld miljarden dollars heeft geïnvesteerd in het bouwen van enorme hoogovens om staal te maken.
Het maakt hoogovens niet uit hoe weinig ijzer er in het erts zit, dus je kunt ertsen van lage kwaliteit gebruiken (overheersend in India). Maar waterstof in hoogovens stoppen, brengt moeilijkheden met zich mee. Waterstof heeft externe energie nodig (endotherm) en de reacties in de hoogoven zijn zeer verschillend, wat leidt tot structurele stabiliteitsproblemen. (Het is het gemakkelijkst om waterstof te gebruiken met een vlamboogoven, maar deze vereisen ertsen van hogere kwaliteit.)
“Zolang je hoogovens hebt, heb je cokes nodig”, zegt Bhattacharjee.
Hoewel je in een hoogoven cokes niet kunt vervangen door waterstof, kun je er wel een deel van vervangen en dat deel blijven verhogen totdat het niet meer kan, dat wil zeggen, totdat structurele stabiliteit een onvermijdelijk probleem wordt.
Tata Steel (inderdaad de wereldwijde staalindustrie) weet dat de weg vooruit is zoveel mogelijk cokesvorming te vervangen door waterstof (bij voorkeur groene waterstof) en de bijbehorende CO2-emissies op andere manieren aan te pakken, zoals gasstabilisatie op een voordelige manier of samengestelde Onder de grond begraven.
Mijn wereldprimeur
Het experiment van Tata Steel is een belangrijke stap in die richting omdat voor het eerst deze hoeveelheid waterstof (weliswaar niet groen) vier dagen lang in een directe hoogoven wordt geïnjecteerd. Bhattacharjee zegt dat de ervaring “aan onze kennis heeft toegevoegd”. “We weten waar we naar moeten zoeken, welke sensoren we moeten gebruiken, wat zal werken en wat niet.”
Hij benadrukt dat veiligheidskwesties net zo belangrijk zijn. Met waterstof, dat vlam kan vatten, moet voorzichtig worden omgegaan. Tata Steel heeft geleerd te controleren op lekken met behulp van helium. Tijdens het experiment heeft zich geen veiligheidsincident voorgedaan.
Tata Steel doet momenteel veel aan dataverwerking – dus willen ze niet meer details geven, maar als de technologie eenmaal is geperfectioneerd, is het mogelijk om een vijfde van de cokes die tegenwoordig wordt gebruikt te vervangen door waterstof.
Het is bekend dat de wereldwijde staalindustrie het bedrijf om meer informatie over de proef vraagt.
Ondertussen experimenteert Tata Steel ook met andere ovenladingen, zoals biochar, kolenbedmethaan en cokesovengas (zoals de Japanners).
Aan de andere kant probeert Tata Steel de onvermijdelijke uitstoot van kooldioxide te neutraliseren door het in koeltorens te injecteren, waar het gas verandert in calcium- of magnesiumcarbonaat, dat kan worden gedumpt en verkocht.
Ons blokkadeproject
“HIsarna” is de naam die Tata Steel heeft gekozen voor de radicaal andere route naar staal die het pionierde in haar fabriek in Nederland. Het gebruikt cokes, maar het gas dat uit de oven komt, heeft een hoge concentratie (80 procent) koolstofdioxide, waardoor het gemakkelijk kan worden opgevangen en geneutraliseerd.
Op dit moment heeft Tata Steel een kleine proeffabriek in Nederland, maar Bhattacharjee zegt dat het bedrijf probeert een “proeffabriek” in India op te zetten die vijf keer zo groot is als die in Nederland.
Dit is je laatste gratis artikel.
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”