ESTAD 2021 – stål för en klimatneutral framtid

ESTAD 2021

– stål för en klimatneutral framtid

Den europeiska konferensen ESTAD (European Steel Technology and Application Days) genomfördes i år i Stockholm, som ett hybridevent – både fysiskt och digitalt. Det stod klart att stålindustrin i hela världen står inför stora utmaningar för att klara det globala klimatet. Förhoppningarna på och kravet på ny teknologi är stora, men denna kan inte svara för hela lösningen.

AV KJELL-ARNE LARSSON

STÅLINDUSTRIN MÅSTE också samarbeta med andra sektorer, som transportinfrastrukturen och elförsörjningen. Dessutom måste myndigheter både på nationell och övergripande nivå hela tiden vara med på banan med både piska och morot. – Temat för konferensen är ”Steel Sustainability – Shaping a Better Future Together” som samtidigt är hela branschens vision, berättade inledningsvis Gert Nilsson, teknisk chef hos Jernkontoret, som var värd för konferensen. – Stål har stor betydelse för den transformation som hela industrin måste genomgå och vi kommer att vara del av lösningen. I vår bransch finns skickligheten att få detta att hända, fortsatte Gert Nilsson.

Det är viktigt att samtidigt med hållbarhetsanpassningar av processer och produkter, cirkulera mer, använda större andel skrot och mindre andel jungfruligt material. Samt att fordon, byggnader med mera använder mindre volymer än tidigare, bland annat genom starkare stål som ger samma hållfasthet trots klenare dimensioner. Bild: Kjell-Arne Larsson

Sverige kan delvis gå i bräschen, tack vare vår stora innovationsförmåga inom branschen, tillgång till bra malm och snabb utbyggnad av förnybar energi.

Under samlingsrubriken ”Steel and Sustainability” framträdde som första talare Adolfo Aielle från EUROFER – The European Steel Association. Han berättade om ”Fit-For-55 Package” – EU:s förslag till policies och styrmedel för att minska utsläppen av växthusgaser med 55 procent till 2030 (med 1990 som basår). Förslagen handlar om EU:s klimatarbete, energianvändning, markanvändning och transporter. Styrmedel som skatter och handel med utsläppsrätter kommer att skärpas och vidgas till flera sektorer.

Allt detta är led i Europas Gröna Giv och i enlighet med EU:s klimatlag, och ska göra Europa till världens första klimatneutrala kontinent 2050. Adolfo Aielle berättade vad ”Fit-For-55 Package” kan betyda för stålindustrin. Denna påverkas både av direkta styrmedel som handel med utsläppsrätter, men också av krav på mer förnybar energi, högre energieffektivitet, ökad användning av klimatvänliga transporter, åtgärder för att minska koldioxidläckage med mera. Branschen välkomnar miljödirektiv och styrmedel, men dessa måste utformas för att klara fortsatt produktionsnivå och att åstadkomma en marknad som inte missgynnar företag med höga miljöambitioner.

ÄVEN KINA STÄLLER OM

Li Xinchuang, professor som representerar bland andra China Metallurgical Industry Planning and Research Institute berättade om Kinas planer på omställning. Inledningsvis gav han en bakgrund om landets stålindustri. År 1996 passerade Kinas produktion 100 miljoner ton råstål. Sedan dess har landet haft världens högsta stålproduktion, under 2020 hela 1 miljard ton – 57 procent av världsproduktionen.

Stålindustrins utveckling kommer att drivas av digitalisering, teknikrevolution och miljömässigt samarbete med andra. Branschen ska genomgå en transformation med sikte på ultralåga emissioner till miljön. Stålindustrin krokar arm inte minst med transportsektorn för att klara klimat- och miljömål. Kina har ett övergripande mål att ”The Coal Peak”, närmare bestämt utsläppen av koldioxid, inte får inträffa senare än 2030 och att koldioxidneutralitet ska uppnås 2060. Detta är ett nationellt mål som omfattar all verksamhet i landet.

En deltagare på seminariet påpekade att stålindustrins omställning kräver mycket mer el och ställde detta i relation till Kinas omfattande elproduktion i kolkraftverk. Li Xinchuang svarade att även energiindustrin måste konvertera till förnybart. Alla branscher ska nyttja sol och vindkraft så mycket det går. Och redan idag kan sol och vind konkurrera prismässigt med kolkraft.

SCANIA EFTERFRÅGAR ”GRÖNT STÅL”

Jonas Eriksson, Scania CV AB, gav som stålkund deras perspektiv på hållbarhetsarbete. Globala drivkrafter för bland annat Scania är: • Urbanisering • Hållbarhetsarbete • Digitalisering

Företagets utveckling påverkas starkt också av de huvudsakliga industritrenderna: • Autonomi (självkörande fordon) • Uppkoppling • Elektrifiering – Det är otvetydigt att många dimensioner pekar på att det är hög tid att agera, och att göra det nu. Mot bakgrund av bland annat IPCC:s senaste rapport under hösten är bör det inte längre finnas några frågetecken kring det, menade Jonas Eriksson. Vi kommer att se till att saker och ting händer, och bland annat köpa grönt stål så snart det blir tillgängligt.

Scanias mål är att driva omställning av transportsystemet till hållbarhet, för en mobil värld som är bättre för affärer, för miljön och för samhället.

Under samlingsrubriken ”Steelmaking – Oxygen Steelmaking” visades bland annat en presentation av Andreas Kemminger från SMS Group GmbH. Han berättade om CFD-simuleringar av flödesförloppet när gas via formor tillsätts smältan. (CFD = Computational Fluid Dynamics.) Simuleringar visar hur bubbelplymen sprids i smältan och med vilken hastighet. Konventionella formor och Laval-formor jämfördes. Resultaten visade bland >>

Är hållbarhet något för stålindustrin? Självklart, 24 procent av världens industriella koldioxidutsläpp kommer från stålbranschen.

annat att Laval-formor gav högre injektionshastighet och att penetrationen blev djupare. Han pekade på att fortsatta simuleringar kan visa även smältans ”beteende”.

STRATEGIER FÖR HÅLLBARHET

Under den övergripande rubriken ”Environmental & Energy Aspects” inledde Dirk Vanderschueren från Steel Master med att retoriskt fråga om hållbarhet är något för stålindustrin. Klart att det är, 24 procent av världens industriella koldioxidutsläpp kommer från stålbranschen.

Han noterade att hållbarhet inte enbart är en fråga om att producera fossilfritt stål. Åtgärder måste också vidtas för att: • Återvinna och cirkulera • Återanvända • Reducera materialåtgång

Dirk Vanderschueren pekade på olika drivkrafter för hållbar omställning. Ett grepp är certifiering och där används främst: • SUSTeel, Sustainability for Steel Construction Product Mark (Eurofer) • WorldSteel Champions Program • Responsible Steel, Standards and Certification • UK Cares Sustainable Construction Steel Scheme

Det sistnämnda bygger bland annat på ISO-standarder och att tillverkaren tar fram EPD:er (EPD = Environmental Product Declaration.) När det handlar om byggprodukter fanns i januari 2021 hela 10000 produkter som hade EPD och antalet ökar närmast lavinartat. Hittills har 41 företag i Europa och Mellanöstern certifierats enligt UK Cares Sustainable Construction Steel Scheme.

Klimatarbetet i stålindustrin kan fördelas på två typer av åtgärder, minska utsläppen av koldioxid (effektivare masugnar, biomassa som reduktionsmedel, CCU-teknik) respektive att helt eliminera användning av kol (direktreduktion).

Givetvis är det samtidigt viktigt att cirkulera mer, använda större andel skrot och mindre andel jungfruligt material. Samt att fordon, byggnader med mera använder mindre volymer än tidigare, bland annat tack vare starkare stål som ger samma hållfasthet trots klenare dimensioner.

REGIONALT KLUSTER MED INTERNATIONELLA FÖRGRENINGAR

Sustainable Steel Region omfattar regionerna Gävleborg, Dalarna och Värmland, ett område där nästan samtliga stora företag i stålbranschen är representerade tillsammans med ett stort antal

SME:s. Maria Swartling som är verksamhetsledare och dessutom ansvarig för kompetensutveckling berättade att klustret är innovationsdrivande och ska hjälpa branschen att möta dagens utmaningar; högre effektivitet, mycket lägre kolanvändning och cirkulär ekonomi. Hänvisning gjordes bland annat till Parisavtalet, branschens egen ”Climate roadmap” och initiativet SamForsk Klimat. Beträffande cirkularitet är stålproduktionen redan cirkulär när skrot används som råvara, men även cirkulation i mindre loopar kan utvecklas.

Eftersom Sverige är litet och marknaden för stålprodukter volymmässigt snabbt mättas för växande innovativa företag arbetar Sustainable Steel Region även internationellt, bland annat med projektet PIMAP Plus – Photonics for International Markets and Applications, där fem andra europeiska länder är representerade, bland annat Finland. Juha Purmonen, chef för Photonics Finland berättade att det finns Photonic Hubs på fyra orter i Finland. Hubbarna har kompetens framförallt inom: • Optiska sensorer och bildanalys • Micro- och nanophotonics • Laser och fiberoptik

Till de internationella aktiviteterna hos Sustainable Steel Region hör också Young Global Center of Excellence in Advanced Steel, där man bjuder in doktorander som bland annat får besöka svenska företag i stålbranschen.

NYA MÄTTEKNIKER

Under sessionen ”Electric Steelmaking” presenterades bland annat nya mättekniker. Bijan Shahriari från Hatch i Kanada berättade om ”Utveckling av PyroLIBS-sensorn: Direkt och realtidsmätning i smälta material”.

Dagens problem med analys av den kemiska sammansättningen i smältor är svårigheten att ta ett representativt prov och de tidskrävande lab-analyserna. PyroLIBS är en ny snabb och representativ realtidsmätning. Den är baserad på en laser som lyser på bubbelytan i badet och då skapar ett plasma. Detta stiger i en sond och såsom gas avges strålning vilken analyseras av en spektrometer. Efter datorbearbetning visas den kemiska sammansättningen.

PyroLIBS används kommersiellt vid zinkgalvanisering. Hatch utvecklar nu sensor/analys-utrustning för sekundär stålmetallurgi (LMF, VD etc.), där analyser av C, O, Al och flera legeringsämnen är av intresse. I masugnen är innehållet av Si, Mn och S viktigt.

I masugn har tester visat att Si och Mn kan analyseras med precision på ± 0,008 respektive ± 0,013 procent. En erfarenhet från annan tidigare forskning är att C är svårt att mäta, särskilt i låga koncentrationer. Med PyroLIBS har man stött på samma problem, men Hatch arbetar med nu på att få hög precision även vad gäller mätning av C-innehåll. Eventuella frågor skickas till bijan.shahriari@hatch.com.

ÅTERVINNING AV ALLT SOM FINNS I SLAGG

Alla Tragl, vd för Tragl Technology AB, presenterade en avfallsfri process för återvinning ur slagg, filterstoft med mera inom stålindustrin och återvinningsindustrin.

Hantering och deponering av slagg och andra avfall kräver stor plats, tar tid och är kostsamt. Tragl har utvecklat en teknik där restprodukterna i stället återvinns till koncentrat av järnoxider (cirka 30 %), metalliskt järn (cirka 10 %) och kvartssand (10 %). Resterande 50 procent är en kalciumhaltig produkt som med fördel kan användas för produktion av byggmaterial av hög kvalitet.

Tekniken baseras på krossning och magnetisk-gravimetrisk separation. Processen använder varken vatten eller kemikalier. Energibehovet är 25 kWh per ton.

Tragl inleder varje projektleverans med analyser av material och lab-tester. Efter cirka 1,5 år är den färdiga anläggningen på plats. Utrustningen ryms i två containrar och utgör en enhet. För högre kapacitet kan exempelvis fyra enheter byggas ihop. Företaget kan också ta fram förslag på hur den renade fraktionen som utgör cirka 50 procent av slaggen kan användas för produktion av byggmaterial samt i andra industrier.

Med den nya tekniken kan kunden därmed eliminera tidigare avfallshantering och kostnader, och i stället göra affärer på avfallet.

Tekniken kan också tillämpas för bearbetning och återvinning ur elektronikskrot och bottenaskor från avfallsförbränning. Tragl Technology befinner sig i Proof of Concept-fasen och söker nu samarbetspartners för ett pilotprojekt.

Alla Tragl, vd för Tragl Technology AB, presenterade en avfallsfri process för återvinning ur slagg, filterstoft med mera inom stålindustrin, energibranschen och återvinningsindustrin. Företaget söker nu samarbetspartners för ett pilotprojekt.

FRAMTID FÖR STÅLET

ESTAD 2021 visade tydligt på både utmaningar och möjligheter för stålet. Branschen har ingen annan chans än att kroka arm med det globala klimatarbetet och övriga miljökrav. Stålbranschen med sin R & D utgör tillsammans med akademiens forskningsresurser starka innovationskrafter. Politiska och finansiella styrmedel kommer också att göra sitt till.

Ny teknologi kan bidra stort till att klara utmaningarna och minska utsläppen eller eliminera dem helt. Samtidigt kommer andra innovationer i branschen ovillkorligen att leda fram till nya tekniska lösningar hos producenterna, kunderna och slutanvändarna. Exempelvis medger starkare stål lättare konstruktioner som sparar både råvaror hos produkttillverkare och energi hos slutkunderna.

Därmed kan stålbranschen samtidigt som den miljömässigt måste reformeras bli en mycket bidragande del till att resurs- och energiförbrukning minskar och både globala, regionala och lokala miljöproblem ser sin lösning.