Vodík jako alternativa pro dekarbonizaci ocelářského průmyslu: Inovativní technologie stále čeká na své pionýry

Vzhledem k rostoucím výzvám ohledně změny klimatu se stává snižování emisí CO2 (oxidu uhličitého) jedním z hlavních cílů Evropské unie. Tento cíl je zakotven nejen v obecné vizi uhlíkové neutrality do roku 2050, ale také v konkrétních cílech stanovených v rámci plánu Fit for 55. Ocelářský průmysl je jedním z hlavních producentů emisí, přičemž jen v Evropě stojí za 4 %. Hledají se proto nové technologie a postupy, které by mohly přispět k revitalizaci životního prostředí. Dekarbonizace ocelářského průmyslu je však stále jednou z oblastí, kde se dosažení těchto cílů setkává s mnoha výzvami. Odpovědí na otázku o alternativě k tradiční výrobě oceli by ale přeci jen mohl být zelený vodík.

Inovativní technologie, která stále čeká na své pionýry

Zelený vodík se vyrábí z OZE (obnovitelných zdrojů energie) a může být využit jako palivo při výrobě oceli. Tato technologie je již dobře známa a probádaná, avšak zatím se setkává s jedním velkým problémem. Výroba oceli pomocí vodíku zvyšuje cenu výroby cca o třetinu, což je pro většinu producentů neudržitelné. Nicméně s masivním využitím této technologie by se cena měla s časem srovnat. Stále je však nutné najít pionýry této technologie, kteří by investovali do vodíkových oceláren.

„Kromě vodíku by bylo také nutné změnit výrobní procesy, což by si vyžádalo investice do nových zařízení a modernizaci stávajících. Dále by bylo třeba vyřešit otázku zdrojů vodíku. Ačkoliv se vodík považuje za ekologické palivo, jeho výroba může být velmi energeticky náročná a s sebou přináší i určité environmentální dopady. Pokud by však byly tyto problémy vyřešeny a hutě by přešly na vodík, mohly by tak výrazně přispět k snížení emisí skleníkových plynů a tím i k ochraně životního prostředí,“ říká Patrik Duda, CEO společnosti Atreon, www.atreon.cz.

Možnosti nahrazování redukčního činidla v ocelářství

Při hledání cest, jak nahradit současné redukční činidlo obnovitelným vodíkem, je potřeba rozlišit dva procesy. U výroby surového železa z železné rudy je jako redukční činidlo potřeba uhlík (koks), pokud ne, poslouží vodík a pokud ani ten ne, lze využít i zemní plyn (CH4). Protože je obnovitelný vodík zatím hodně drahý, pracuje se v Německu na systému kombinace zemního plynu, koksu a vodíku – takový postupný přechod by byl asi investičně snesitelnější. To však má své háčky – nezkušenost. Druhá věc je výroba oceli ze surového železa. Tady bude vždy nejvýhodnější přímé využití elektřiny – jen to do budoucna nebude elektřina z uhlí, ale z OZE.

Další alternativu, kterou lze využít, je použití recyklovaných materiálů. Tato metoda je již dnes běžně používána a umožňuje snížit množství vypouštěných emisí a zároveň šetřit přírodní zdroje. Proces recyklace oceli se skládá ze sběru a třídění odpadu, následného roztavení a zpracování do nových výrobků. Tato metoda umožňuje využít až 100 % recyklovaného materiálu a přitom snižovat emise a šetřit přírodní zdroje.

Dekarbonizace ocelářského průmyslu bude nákladná

Ve světě se jedná zatím poměrně o neprobádanou oblast. První „zelená“ ocelárna se aktuálně staví u švédského města Kiruna, avšak náklady na výstavbu jsou velké a cena obnovitelného vodíku, který je pro výrobu oceli klíčový, stále není dostatečně nízká. Pro Českou republiku, která musí dovážet železnou rudu a musela by buď dovážet vodík, nebo ho vyrábět doma, je tato otázka ještě složitější. Proto bude nutná diskuse s Ocelářskou unií a zahraničními subjekty, aby se našlo vhodné řešení pro ČR. Podle výpočtů Ocelářské unie by přechod obou velkých hutí v Česku na vodík a přitom i nadále produkce objemů, které by uspokojily poptávku po oceli, by stál miliardy korun a trval několik let.

„Vláda hledá způsoby, jak najít cesty, které budou pro všechny přijatelné. Žádná z nich však nebude jednoduchá. Podle vodíkové strategie ČR by musela cena obnovitelného vodíku být asi 5 až 8krát nižší než současná cena uhlíku, aby se stal náhradou jako redukčního činidla. Tato cena však zatím není dosažitelná, i když v budoucnu by se mohla alespoň přiblížit a zdražení produktů by tak bylo méně razantní,“ zdůrazňuje Patrik Duda.

Výzva, kterou je třeba překonat

V současné době existuje mnoho alternativ pro ekologickou výrobu oceli, ale každá z nich má své výhody a nevýhody. Většina z nich stále vyžaduje vysoké investice a zvyšuje cenu výroby oceli. Z hlediska uhlíkové neutrality a ochrany přírody jsou však tyto alternativy nezbytné a jejich rozvoj je třeba podporovat. Ekologická výroba oceli je velkou výzvou, kterou je třeba překonat. Každá z těchto alternativ stále vyžaduje další výzkum a investice, aby se mohla stát výhodnou a dostupnou pro širší veřejnost.

„Norská firma Blastr Green Steel už plánuje investovat čtyři miliardy eur do výstavby nízkouhlíkové ocelárny ve Finsku. Tato ocelárna se bude vyrábět pomocí zeleného vodíku, který bude vyráběn především z velkých větrných farem na moři,“ dodává Patrik Duda. (1.6.2023)