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Futuro sin emisiones para la producción de acero: el proyecto H2Stahl comienza en thyssenkrupp Steel

Se ampliará uso de hidrógeno en altos hornos. Suministro de hidrógeno industrial a gran escala a través de un nuevo gasoducto. Construcción y operación de una planta piloto de reducción directa a base de hidrógeno. Financiación total por parte de BMWK de 37 millones de euros

Published in Essen the in Internacional , Ecología , Industria y energía

Se implementará el laboratorio de transición energética real-world, que recibió una financiación de 37 millones de euros del Ministerio Federal de Economía y Acción por el Clima de Alemania. Con el lanzamiento del H2Stahl en Duisburg, los miembros del consorcio thyssenkrupp Steel, Air Liquide Deutschland y VDEh Betriebsforschungsinstitut (BFI, coordinación del proyecto) allanaron el camino para los primeros pasos del proyecto. El proyecto contempla la expansión del uso de hidrógeno a todo el alto horno 9, incluyendo la construcción de un gasoducto para probar el uso industrial a gran escala del hidrógeno en la industria siderúrgica, así como la construcción y operación experimental de una planta piloto de reducción directa (DRI) que supondrá el salto tecnológico para la producción de metales calientes sostenibles a partir del hidrógeno. El costo total del proyecto que se implementará en un período de cinco años asciende a una cifra alta de dos dígitos en millones.

Industrialización del uso de hidrógeno en los altos hornos
El 11 de noviembre de 2019, thyssenkrupp Steel fue la primera empresa global en inyectar hidrógeno en un alto horno durante su operación. El hidrógeno reemplaza al carbón pulverizado como agente reductor adicional. El objetivo es reducir las emisiones de CO2 porque, a diferencia del carbono, el hidrógeno no reacciona en el alto horno para formar CO2, sino agua. La primera serie de pruebas financiadas por el Ministerio de Asuntos Económicos de Renania del Norte-Westfalia de Alemania, llevadas a cabo en un tambor giratorio del alto horno 9 en Duisburg, se completó con éxito. El enfoque del proyecto fue, en particular, obtener conocimiento sobre la tecnología de la planta cuando se usa hidrógeno.

En el laboratorio real-world H2Stahl, financiado por el Ministerio Federal de Economía y Acción Climática de Alemania, el uso de hidrógeno ahora se expandirá a las 28 toberas de alto horno. El objetivo de la investigación es, entre otros, investigar la influencia del uso industrial del hidrógeno en los procesos metalúrgicos en el alto horno y determinar parámetros para el uso eficiente de agentes reductores. El objetivo general es establecer el uso del hidrógeno como tecnología puente para la reducción técnica de CO2 en los altos hornos existentes. Siempre que haya cantidades suficientes de hidrógeno verde disponibles, las emisiones de CO2 se pueden reducir hasta en un 20% en una planta. La financiación se basa en la convicción de que, en el camino hacia la transformación del sistema energético, el uso industrial a gran escala del hidrógeno ayudará a que la industria siderúrgica alemana no solo sea respetuosa con el clima sino también competitiva en el futuro.

Puente a la infraestructura del hidrógeno a través de un nuevo proyecto
Además de expandir el uso de hidrógeno a las 28 toberas del alto horno 9, la infraestructura interna de la planta se preparará para el suministro de hidrógeno industrial a gran escala. Esto también incluye la conexión a la infraestructura de hidrógeno existente de Air Liquide. Para garantizar un suministro continuo de hidrógeno desde el alto horno, el socio del proyecto Air Liquide construirá una tubería de unos seis kilómetros de longitud que conectará la acería de Duisburg con la red de producción de Air Liquide. Gilles Le Van, vicepresidente de Industrias Principales y Transición Energética de Air Liquide Central Europe: “Al utilizar hidrógeno en la acería más grande de Europa en Duisburg, thyssenkrupp y Air Liquide avanzan en la descarbonización de la producción de acero. Es un gran placer para Air Liquide contribuir con su experiencia, ayudando así a reconciliar la protección climática efectiva y la competitividad internacional en la producción de acero”.

Planta piloto de reducción directa para prepararse para el cambio tecnológico
Como parte del proyecto H2Stahl, también se construirá una planta piloto de reducción directa para preparar el cambio de tecnología de la ruta del alto horno convencional al proceso de reducción directa basado en hidrógeno. El uso de gases que contengan hidrógeno en combinación con gas natural e hidrógeno puro se probará en la nueva planta a diseñar, que será operada y supervisada científicamente por el BFI. Además de la materia prima comúnmente utilizada para las plantas de reducción directa, se utilizarán otros materiales que contengan óxido de hierro, incluidos materiales de desecho potencialmente adecuados. La planta piloto de reducción directa estará equipada con equipos de medición adicionales que permitirán la evaluación científica. Las pruebas en la planta piloto de reducción directa estarán acompañadas de modelado y estudios especiales en el Centro Técnico BFI. El trabajo de investigación planificado se centrará en investigar los procesos de reducción y los parámetros del proceso para garantizar la transición a futuras plantas a gran escala.

“El uso flexible de gases hidrogenados, así como de diversas materias primas que contienen óxido de hierro en un proceso de reducción directa, es un gran desafío. Las investigaciones científicas proporcionarán información esencial sobre la operación segura y eficiente de los procesos, así como los parámetros operativos apropiados", dice Michael Hensmann, jefe del departamento de Materias Primas de Tecnología de Recursos de BFI, y agrega: "Las instalaciones creadas en H2Stahl permitirán urgentemente investigaciones necesarias sobre la transformación de la industria siderúrgica respetuosa con el clima”. thyssenkrupp planea completar la primera planta industrial de reducción directa, incluida la unidad de fusión, para 2025.

Implementación consistente de la estrategia de transformación
El lanzamiento del proyecto H2Stahl simboliza el próximo gran hito en el camino hacia la producción de acero neutral para el clima. “Ahora estamos comenzando a preparar la infraestructura de nuestra fábrica para el uso industrial a gran escala del hidrógeno”, explica el Dr. Arnd Köfler, Chief Technology Officer de thyssenkrupp Steel. "Al conectar el gasoducto a la infraestructura de hidrógeno existente de Air Liquide, le estamos dando otro impulso para aumentar la producción de hidrógeno verde lo más rápido posible porque hay demanda". H2Stahl no solo proporciona información importante sobre la transición a la reducción directa: el uso de hidrógeno en el alto horno le permite reducir significativamente las emisiones de CO2, dependiendo de la disponibilidad de hidrógeno verde. “Con H2Stahl combinamos dos fases de nuestra estrategia climática: por un lado, la industrialización del uso del hidrógeno en rutas tecnológicas de alto horno existentes que ya implican importantes reducciones de CO2 en el proceso productivo, y por otro lado, la preparación de la reducción del proceso, la construcción de la infraestructura y la preparación exhaustiva del proceso tecnológico”, añade Köfler.

Sobre thyssenkrupp (www.thyssenkrupp.com)
thyssenkrupp es un grupo internacional de empresas que comprende negocios industriales y tecnológicos en gran medida independientes y que emplea a más de 100.000 personas. En 56 países, generó unas ventas de €34.000 millones en el ejercicio fiscal 2020/2021. Sus negocios se han agrupado en seis segmentos: Materials Services, Industrial Components, Automotive Technology, Steel Europe, Marine Systems e Multi Tracks. Con el apoyo de un amplio conocimiento tecnológico, las empresas desarrollan soluciones sostenibles para los desafíos del futuro. Alrededor de 3600 empleados trabajan en investigación y desarrollo en 78 ubicaciones en todo el mundo, principalmente en las áreas de protección climática, transición energética, transformación digital en la industria y movilidad del futuro. El grupo thyssenkrupp cuenta actualmente con una cartera de aproximadamente 18.100 patentes y modelos de utilidad. Bajo la marca thyssenkrupp, el grupo crea valor a largo plazo con productos, tecnologías y servicios innovadores y ayuda a mejorar la vida de las generaciones futuras. thyssenkrupp figura en el índice MDAX. Las acciones de thyssenkrupp se negocian en la Bolsa de valores de Frankfurt (símbolo: TKA) y como recibos de depósito estadounidenses (símbolo: TKAMY) en EE. UU.

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