La búsqueda del acero carbono cero

Es posible que el acero sin carbono aún no esté disponible comercialmente, pero eso no ha impedido que algunas de las empresas de construcción más grandes del mundo lo exijan. Lucy Barnard conversa con el director de SteelZero, Mike Peirce, para saber más.

SteelZero es un grupo que hace campaña por el acero sin carbono, y entre cuyos miembros se encuentran grandes nombres como Eiffage, LandSec, Mace, Multiplex, WSP… “Reunimos a estas empresas porque la construcción y edificación son realmente importantes para la adquisición de acero”, dice, sin dejar de pasar el lápiz por la lista.

La industria del acero, que representa aproximadamente el 7% de las emisiones globales, es uno de los mayores emisores de dióxido de carbono del mundo y ya se encuentra bajo una intensa presión para reducir las emisiones de carbono. Y el sector de la construcción es uno de los mayores usuarios de acero.

Dentro de una acería. (Foto: Adobe Stock)

“Si está buscando uno de los mayores productores de dióxido de carbono del mundo, es la industria del acero”, dice Peirce, quien es director de asociaciones corporativas de la organización no gubernamental con sede en el Reino Unido, The Climate Group. “Y luego dices, está bien, echemos un vistazo al sector más grande que genera demanda para eso, es la edificación y la construcción. El 51% del acero utilizado a nivel mundial se utiliza para la construcción y la infraestructura. Es por eso que tenemos que avanzar en esto”.

Juntos, Peirce estima que los 18 miembros de SteelZero buscan y especifican un total de casi 2 mega toneladas de acero crudo al año, aproximadamente lo mismo que la producción anual total de una acería de tamaño industrial.

Aunque la mayoría de los miembros son contratistas, promotores inmobiliarios e ingenieros, el grupo también incluye proveedores de acero, empresas de energías renovables y arquitectos.

Lo que todos tienen en común es que cada uno de ellos se han comprometido públicamente a comprar, especificar o almacenar solo acero con cero carbono a partir del año 2050 y, mientras tanto, comprar, especificar o almacenar acero “bajo en carbono” para constituir la mitad del acero que utilizan para 2030.

Compromisos públicos

“Este es un grupo de empresas que ya han analizado las emisiones de operaciones y las energías renovables. Tienen compromisos de sostenibilidad avanzados y, por lo tanto, están buscando el próximo gran problema que abordar. Y sabemos que aquí también se está moviendo la producción de acero”, dice.

“Es un punto muy simple: aquí estamos. Nos gustaría comprar esto. Estamos mostrando un compromiso de demanda hacia adelante para que los proveedores puedan decir que está bien, esta es otra evidencia para informar su toma de decisiones de inversión”.

El único problema es que, como admite Peirce, en este momento es imposible que las empresas obtengan acero sin carbono a una escala significativa debido a los largos ciclos de inversión en la industria del acero. Y ese, en definitiva, es el punto del grupo.

“Actualmente no hay acero neto cero disponible para comprar, ciertamente no en la escala que necesita ninguna de las grandes empresas de construcción que constituyen una gran parte de los miembros del grupo”, dice Peirce. “Se necesita una gran inversión para poder descarbonizar el proceso de fabricación de acero antes de que cualquiera de las empresas que se han unido a nosotros pueda comprar acero neto cero a un precio competitivo. Lo que hemos hecho es crear esa señal directa a los proveedores para decir, esto es lo que quiere la gente. ¿Cómo puede avanzar en algunos de los grandes ciclos de inversión que necesita para poder suministrar eso?

El año pasado, la siderúrgica sueca SSAB anunció que había producido acero libre de combustibles fósiles para Volvo Group como parte de un proyecto piloto establecido a través de su asociación Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology (HYBRIT) con el productor estatal de mineral de hierro LKAB y la compañía eléctrica estatal Vattenfall.

Mike Peirce, director de socios corporativos de The Climate Group. (Foto: SteelZero)

En lugar de utilizar un alto horno para añadir carbono al mineral de hierro en la primera parte del proceso de fabricación de acero, la técnica HYBRIT de SSAB implica utilizar hidrógeno verde para producir esponja de hierro y luego convertirlo en acero mediante un horno de arco eléctrico (ver recuadro abajo). SSAB dijo que planea ampliar sus operaciones para producir 1,35 millones de toneladas de esponja de hierro al año para 2026.

Y SSAB no está solo. La mayoría de los principales productores de acero del mundo occidental han anunciado planes para reducir las emisiones de carbono.

En julio de 2021, el fabricante de acero ArcelorMittal anunció que había firmado un acuerdo con el gobierno español para convertir su planta en Sestao, España, en la primera planta de cero emisiones a gran escala del mundo. BlueScope, Tata Steel, Midrex y US Steel también han anunciado planes para reducir el carbono de sus procesos de fabricación de acero.

Cualquiera que sea la forma en que se fabrique, parece bastante claro que inicialmente el acero con bajo contenido de carbono será más caro que su alternativa. SSAB ha dicho que su acero libre de combustibles fósiles sería un 20-30% más caro de fabricar. ArcelorMittal estima que usar hidrógeno en una planta en Alemania elevaría los costos de producción en un 60%.

Sin embargo, Peirce señala que las empresas deben comenzar a comprar el material a granel para que las siderúrgicas aumenten la producción y luego bajen los precios. Compara el grupo con otro de los grupos de campaña de The Climate Group, RE100, que se creó en 2014 centrándose en la demanda de energía 100% renovable entre los clientes corporativos y ahora incluye más de 300 miembros.

La demanda hace bajar los precios

“Comenzamos RE100 hace casi una década y durante ese tiempo los precios de las energías renovables han bajado un 90-95%. Tuvimos empresas que se unieron al grupo anteriormente y que estaban haciendo un compromiso muy importante. Pero ese precio se ha movido y las empresas han podido avanzar más rápido hacia su compromiso”, dice.

Peirce cree que el acero de “bajo contenido de carbono incorporado” debería estar fácilmente disponible en el mercado a un “precio competitivo” para 2030, reduciendo a la mitad las emisiones de carbono asociadas con el proceso de producción de acero.

“No existe una posición legal o contractual que diga que nuestros miembros deben comprar acero de ninguna empresa individual. Ese tipo de campañas funcionan al poder usar la voz de los compradores corporativos para resolver el problema a medida que va surgiendo. Con RE100, no dijimos que debería pensar en energía eólica o solar. Ese es su negocio como proveedor para poder averiguar cómo sucede eso”.

Los representantes de SSAB, LKAB y Vattenfall exhiben la primera esponja de hierro reducida en hidrógeno del mundo. (Foto: SSAB)

En cambio, SteelZero ha establecido tres formas amplias en las que sus miembros pueden alcanzar sus objetivos provisionales. El primero de ellos es comprar algunos de sus requisitos de acerías certificadas por la organización de la industria siderúrgica Responsible Steel, que audita a las acerías de acuerdo con una amplia variedad de estrictas normas ambientales y laborales. Una segunda ruta es adquirir acero de acerías donde el propietario publica regularmente datos de emisiones y ha publicado un objetivo basado en la ciencia para reducir las emisiones. Y una tercera ruta incluye medir la intensidad de gases de efecto invernadero del acero producido.

“En términos de entrega, es muy temprano”, dice Peirce. “Los primeros sitios de Responsible Steel acaban de incorporarse ahora. Lo importante es enmarcar el compromiso porque ayuda a las empresas siderúrgicas a pensar cómo implementar estos planes y qué significaría para su inversión en ciclo”.

En última instancia, el grupo dice que quiere llegar a una posición en la que los miembros del acero compren productos lo más cerca posible de cero emisiones de gases de efecto invernadero y se hayan compensado las emisiones restantes.

Y, durante los próximos dos años, junto con socios técnicos, planea comenzar a rastrear e informar cuánto de cada tipo de acero ha comprado cada empresa como proporción de su adquisición total.

Seguimiento e informes

“Creo que hay más complejidad por venir sobre cómo se analiza eso para que podamos hacerlo de una manera que no sea una carga, pero en el nivel más simple indicará el progreso hacia los objetivos de 2030 y 2050”, dice Peirce. “Necesitamos poder rastrear lo que están comprando porque creo que eso generará confianza sobre el origen exacto del acero y la naturaleza de la red cero”.

El grupo también está intentando trabajar junto con la Iniciativa de Carbonización Profunda Industrial (IDDI) ministerial de Energía Limpia, una afiliación de organismos de adquisiciones del sector público que han formado su propia iniciativa separada para estimular la demanda de materiales industriales bajos en carbono.

Acero libre de fósiles de SSAB. (Foto: SSAB)

Peirce está de acuerdo en que el grupo tiene un largo camino por recorrer antes de que pueda comenzar a marcar la diferencia. La membresía actual de SteelZero está fuertemente sesgada a favor del Reino Unido y Europa, mientras que la mayor parte de la fabricación de acero se lleva a cabo en otros lugares de China, EE. UU., India y Corea del Sur. Recientemente, el grupo recibió fondos para apoyar un capítulo indio y está ansioso por comenzar a expandirse aún más.

“El próximo paso más grande es decir ¿cómo involucramos a los EE. UU. y China? Sabemos que va a ser una evolución. Sabremos que esto ha tenido éxito dentro de X años cuando hayamos incorporado a SteelZero una membresía mucho más diversa a nivel internacional”.

Sin embargo, el objetivo del grupo no es necesariamente representar a todas las siderúrgicas del mundo, al menos no todavía, sino brindar un ejemplo.

“Como modelo de cambio, sabemos que es importante poder conseguir un primer grupo que esté dispuesto a expresarse y asumir una posición de liderazgo. Entonces se vuelve mucho más posible participar en otros mercados”, dice Peirce. “No quiero que parezca que solo tendremos éxito cuando todas las empresas se hayan unido a la iniciativa porque este tipo de iniciativa tiene como objetivo cambiar un comportamiento más amplio. Si más personas que no son miembros de SteelZero comienzan a hacerlo y más empresas siderúrgicas comienzan a cambiar más rápido de lo que habría sucedido de otra manera, entonces habremos tenido éxito”.

Un modelo de cambio

En octubre, British Steel mencionó específicamente la influencia de SteelZero cuando anunció que adoptaría objetivos basados ​​en la ciencia para reducir sus emisiones directas en un 89%, reducir las emisiones de su electricidad comprada en un 3% y todas las demás emisiones indirectas en un 8%.

“Muchos de nuestros clientes nos piden que tengamos objetivos de cambio climático y trabajemos para reducir nuestra intensidad de CO₂”, dijo el presidente de British Steel, Huiming Li, en un comunicado de prensa. “El análisis interno muestra que el mejor camino para que British Steel cumpla con uno de estos requisitos [SteelZero] es adoptar un objetivo basado en la ciencia”.

De hecho, los miembros de SteelZero ya están buscando formas de obtener e incorporar acero con bajo contenido de carbono en los proyectos.

Grosvenor está buscando formas de buscar acero con bajo contenido de carbono en su proyecto South Molton Triangle en Mayfair de Londres. (Foto: Grosvenor).

El desarrollador inmobiliario Grosvenor ha estado trabajando con las firmas de ingeniería Bourne Group y la empresa de fabricación de acero William Hare, así como con la siderúrgica ArcelorMittal, para encontrar formas en las que pueda obtener acero con bajo contenido de carbono para usar en su proyecto South Moulton Triangle en Mayfair, Londres, que es debe comenzar la construcción a finales de este año.

“Si bien hay un tiempo de espera para que el acero neto cero esté disponible, nuestros miembros no solo se comprometen a reducir las emisiones de carbono en el futuro, sino que ya están participando de manera muy activa en cómo pueden incorporar acero con bajo contenido de carbono en sus proyectos”, dice Peirce. . “Para Grosvenor, el compromiso temprano con los proveedores les permite administrar el riesgo y la oportunidad, ya que incorporar cambios en la etapa de construcción resultaría costoso y causaría interrupciones. Con nuestra orientación, están trabajando en toda la cadena de suministro para abordar las barreras para el uso de acero con cero emisiones netas y bajo contenido de carbono”.

Además, al reunir a los compradores, Peirce dice que los miembros también podrán actuar juntos como un grupo de presión que intenta hacer disponible más acero con bajo contenido de carbono y cero carbono. Aunque el grupo aún no se ha reunido para discutir esta área en detalle, es probable que los miembros de SteelZero tengan opiniones sobre las tarifas del acero y otros mecanismos de ajuste.

Pero, dice Peirce, el primer desafío del grupo es simplemente estimular la oferta.

“En este momento no hay suministro, por lo que el primer paso es ponerlo en movimiento”, dice. “Habrá desafíos en los próximos cinco o diez años sobre cómo hacer eso, dónde funciona, qué tecnologías están funcionando que realmente informarán cómo las empresas que se han convertido en miembros de SteelZero quieren ejercer su influencia y su voz. De alguna manera, esa es la parte emocionante. Pueden trabajar juntos para decir que sí, necesitamos actuar juntos en políticas, ya sea a nivel internacional o en una geografía particular, para poder obtener el acero que queremos a un precio razonable”.

Cómo se fabrica el acero: El carbono desempeña tres funciones importantes en el proceso tradicional de fabricación de acero: puede ayudar a convertir el mineral de hierro extraído en arrabio, procesar el hierro en acero y también es un combustible que puede ayudar a impulsar estos procesos. La mayor parte del acero del mundo se produce a partir de rocas de mineral de hierro. En la mayoría de las plantas siderúrgicas, el hierro se extrae del mineral de hierro fundido en un alto horno. El horno calienta el carbón coquizable a unos 1.100 grados centígrados para producir coque y monóxido de carbono. Este reacciona con la oración caliente y el oxígeno para formar arrabio y dióxido de carbono. Este proceso se llama reducir. En la segunda parte del proceso, el arrabio se convierte en acero calentándolo nuevamente para eliminar más carbono, esta vez generalmente en un horno de oxígeno básico. Los altos precios del acero significan que también existe un mercado sólido para el reciclaje de acero a partir de chatarra. En este proceso, la chatarra de acero se funde y procesa en un horno de arco eléctrico. Sin embargo, los hornos de arco eléctrico también utilizan grandes cantidades de energía que, en muchos países, todavía provienen de centrales eléctricas de carbón. Además, la alta demanda de acero significa que es poco probable que haya suficiente acero reciclado para suministrar todo el acero nuevo que se necesita. Rollos de acero. (Foto: Adobe Stock) Algunos productores de acero producen acero a través de un proceso llamado “reducción directa” en el que, en lugar de utilizar carbón coquizable y un alto horno para reducir el mineral de hierro, utilizan metano para reducir el mineral. Hasta ahora, el único acero libre de carbono producido comercialmente se ha fabricado reduciendo directamente el mineral de hierro utilizando hidrógeno generado por energía renovable y luego procesándolo en un horno de arco eléctrico que también ha sido alimentado por electricidad verde. Otro método que podría utilizarse para producir acero con bajo contenido de carbono sería seguir utilizando altos hornos alimentados con carbón con algún tipo de mecanismo de captura de carbono que permitiría a los fabricantes de acero utilizar o almacenar el CO2 emitido durante el proceso. La captura de carbono ya se utiliza en algunos procesos industriales, como la producción de amoníaco. Sin embargo, es mucho más difícil hacerlo en el proceso de fabricación de acero porque el CO2 se mezcla con otros gases. Alternativamente, se han realizado algunos trabajos sobre el uso de electrólisis directa para convertir hierro o directamente en acero usando electricidad.