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Ridurre le emissioni di CO2 nell’industria dell’acciaio
Il Progetto DevH2forEAF è stato selezionato fra 142 proposte all’interno del Research Fund for Coal and Steel (RFCS), un programma di finanziamento dell’UE che sostiene progetti di ricerca nei settori del carbone e dell’acciaio. In linea con gli obiettivi del Green Deal Europeo, l’RFCS mira a ridurre le emissioni di anidride carbonica nei processi di produzione dell’acciaio.
I partecipanti al progetto DevH2forEAF (RINA-CSM, RWTH-IOB, CELSA GROUP, Ferriere Nord, SMS Group, AFV Acciaierie Beltrame e Nippon Gases Italia) lavoreranno per ridurre l’utilizzo di combustibili fossili nell’EAF.
L’importanza dell’EAF in Europa
L’EAF (Electric Arc Furnace), in italiano forno ad arco elettrico, è un tipo di forno utilizzato per la produzione dell’acciaio.
In Europa la produzione di acciaio tramite forni ad arco elettrico sta acquisendo sempre maggiore importanza. Attualmente rappresenta circa il 41,5% della produzione complessiva, 69 milioni di tonnellate all’anno, ed è significativamente maggiore (81% in Italia e 61% in Spagna) rispetto alla produzione di acciaio in altoforno o tramite convertitore ad ossigeno.
Consumo di energia ed emissioni di CO2 nell’EAF
Nell’EAF moderno, il contributo dell’energia chimica per la fusione dei rottami e per la raffinazione va dal 25% al 45% del totale dell’energia necessaria. I bruciatori a gas naturale, metano o altri combustibili fossili, forniscono fra 40 e 80 kWh/t di energia.
Ciò significa che per produrre 100 tonnellate di acciaio è necessaria la combustione di 370-750 Nm3 di gas naturale con emissione di 0,75-1,5 ton di CO2. Sostituendo solo il 10% di gas naturale con Idrogeno nell’intera produzione europea di acciaio, si otterrebbe una notevole riduzione delle emissioni di CO2, fino a 0,1 milioni di tonnellate all’anno.
Il Progetto DevH2forEAF
Lo scopo principale del progetto DevH2forEAF è sviluppare e rendere utilizzabile un bruciatore alimentato a idrogeno in sostituzione del gas naturale nella produzione di acciaio tramite EAF. Per realizzarlo sarà necessario:
- Progettare e fabbricare un bruciatore in grado di funzionare con miscele di gas naturale e idrogeno, fino a un 100% di idrogeno. Il bruciatore dovrà assicurare resistenza meccanica e termica alle condizioni operative del forno ad arco elettrico.
- Monitorare la prestazione del bruciatore a idrogeno nella camera di combustione pilota prima dell’installazione industriale.
- Condurre un’analisi del rischio per la definizione di azioni corrette e contromisure per l’uso dell’idrogeno nel processi dei forni ad arco elettrico. I problemi di sicurezza legati a stoccaggio, trasporto e iniezione devono essere identificati e i rischi minimizzati.
- Analizzare la prestazione del bruciatore a idrogeno tramite prove sperimentali presso due siti industriali.
Il Ruolo di Nippon Gases Italia
Nippon Gases Italia da sempre lavora per sviluppare nuove tecnologie che aiutino le industrie a ridurre l’utilizzo di combustibili fossili e l’emissione di CO2 e gas a effetto serra.
All’interno del progetto DevH2forEAF, il suo contributo consisterà nel progettare il sistema di miscelazione gas naturale/idrogeno, le linee di distribuzione, i serbatoi di stoccaggio dell’idrogeno. Definirà, inoltre, le prescrizioni di sicurezza per l’installazione del bruciatore nei siti industriali, ed effettuerà l’analisi per la creazione del piano di gestione dei rischi.
Il risultato di questo lavoro rappresenterà una tappa fondamentale per l’utilizzo dell’idrogeno nell’acciaieria, e il primo passo verso la decarbonizzazione dell’industria dell’acciaio.
