A Fabricação de Aço Poderia Ser 95% Mais Limpa Com o Uso de Hidrogênio

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Transcrição completa para a temporada 7, episódio 4 – Aço Verde: Mudança Estrutural – do podcast Quartz Obsession.

Gabriela: O chá verde tem vários benefícios para a saúde. Os greenhouses usam umidade, luz solar, calor para cultivar plantas. Mas aço verde, eu não sei, é aço que você pintou de verde? Na verdade, estou apenas tentando adivinhar na última questão, Britney. Estou no caminho certo?

Britney: Não exatamente aço verde-colorido, mas agora você me fez pensar em canos verdes do Super Mario, aqueles sobre os quais pulam e se transportam, e também Flappy Bird.

Você se lembra quando tinha que mover o pássaro por canos verdes? É nisso que estou pensando. Mas não é bem o que o aço verde é.

Gabriela: Acho que vamos descobrir isso no decorrer da conversa…

Britney: Sim.

Gabriela: Eu sou Gabriela Riccardi, apresentadora da temporada 7 do Quartz Obsession, onde estamos analisando mais de perto as tecnologias e ideias que definem nossas vidas.

Então, preparem-se, ouvintes, porque hoje estou conversando com Britney Nguyen, do Quartz, sobre aço verde.

O que é aço verde?

Gabriela: Obviamente, aço verde não é aço que você simplesmente torna verde para o Dia de São Patrício, do jeito que fazemos com rios. Então, honestamente, o que é aço verde? Apenas me eduque aqui.

Britney: Então, aço verde significa que foi produzido de uma forma que reduz as emissões de carbono no processo. A fabricação de aço é na verdade uma das indústrias mais poluentes do mundo. É conhecida como indústria difícil de abater, e isso inclui também cimento e petroquímica. No total, essas indústrias são responsáveis por cerca de 20% das emissões globais de carbono, e a fabricação tradicional de aço contribui com 8% das emissões globais de CO2.

Gabriela: Ok, então como funciona isso?

Britney: Na fabricação tradicional de aço, o minério de ferro é extraído do solo. Ele precisa ser reduzido a óxido de ferro. Então, é aquecido com carvão ou coque em um alto-forno para separar o ferro do óxido. O monóxido de carbono no carvão retira o oxigênio e isso se torna CO2. Essa é uma fonte de vazamento de carbono no processo de fabricação de aço, e outra fonte de emissões de CO2 é na usina siderúrgica onde ocorre muito aquecimento e resfriamento. E isso é feito para criar diferentes características do aço, como sua resistência, flexibilidade, resistência à ferrugem. Por exemplo, o aço produzido para um motor elétrico será diferente, terá uma composição diferente do aço produzido para partes frontais de carros ou para construir ferrovias, mas ambos os processos são realmente intensivos em energia e envolvem muitos combustíveis fósseis, muito aquecimento de combustíveis fósseis. E é claro, isso libera CO2.

Esse processo me foi explicado por um engenheiro sueco com quem conversei há alguns anos para uma matéria que fiz na Business Insider sobre uma empresa sueca, chamada H2 Green Steel, que está construindo uma fábrica de aço verde em uma cidade chamada Boden, no norte da Suécia, fora do Círculo Polar Ártico, e eles estão construindo essa fábrica de aço que vamos abordar mais adiante.

Mas eu conversei com Olof Hernell, que é o diretor de tecnologia digital da empresa, e ele me explicou todo esse processo. Eu achei muito interessante quando fiz a matéria, que nem era sobre aço verde, era sobre contratação lá.

Gabriela: Eu meio que amo o fato de que, como nas proximidades do Círculo Polar Ártico, estamos construindo uma fábrica do zero que vai revolucionar completamente nossas práticas de fabricação de aço.

Quanto dependemos do aço?

Gabriela: E isso me faz pensar, Britney, você está meio que indicando aqui o quanto a produção de aço no mundo é feita. Obviamente, é um material que é parte de tantas de nossas estruturas, grande parte de nossa infraestrutura, muitos de nossos prédios. Você tem algum número sobre a forma como produzimos aço? Quanto de aço não é verde produzimos, se você puder estimar isso, e que tipo de impacto isso tem no planeta?

Britney: Todos os anos, cerca de 2 bilhões de toneladas de aço são produzidas globalmente.

Gabriela: Uau.

Britney: Sim, muito. E está presente em tudo, como você disse. Então, honestamente, 2 bilhões de toneladas soa como muito, mas eu mal consigo imaginar isso. Acho que está em nossas estradas e por todo o chão e nos prédios que construímos. Então, todos os anos, cerca de 2 bilhões de toneladas de aço são produzidas globalmente.

Há um relatório do Parlamento Europeu que eu li, que diz que produzir uma tonelada de aço pelo processo tradicional de fabricação de aço emite cerca de 1,85 toneladas de CO2, em média.

Gabriela: Meu Deus.

Britney: Sim, então é quase o dobro da quantidade de CO2 sendo emitida para cada tonelada de aço. Esse relatório é de dezembro de 2020 e, na época, ele dizia que em 2018, por exemplo, a produção anual global de aço somava cerca de 1,8 gigatoneladas de emissões de CO2, e isso era principalmente aço produzido na China e na União Europeia, de países como Alemanha, Itália, França. E é claro, as emissões de CO2 são um grande impulsionador da mudança climática. Está nas notícias, como estamos ultrapassando o limite estabelecido pelo Acordo de Paris sobre quão quente a Terra pode ficar.

Gabriela: Então, à medida que o mundo está investindo toda essa energia em combater algumas de nossas práticas mais sujas que contribuem para a mudança climática, parece quase Hercúleo tentar enfrentar toda a indústria do aço.

Você sabe, estou começando a perceber, como o aço é totalmente ubíquo. Ele compõe nossas casas, nossas escolas, nossos hospitais, nossos prédios de escritórios. Construímos nossos carros com ele, fazemos trens a partir dele, ônibus a partir dele, quase parece que acordamos em uma caixa de aço em casa, entramos em outra caixa de aço móvel, acabamos em outra caixa de aço.

Obviamente, precisamos sair dessas caixas de aço – avançar para o aço verde e essas técnicas que estão sendo desenvolvidas para tornar nosso aço mais sustentável.

O que é aço verde e como ele é feito?

Gabriela: Então, como se faz aço verde?

Britney: Vou falar sobre o processo da H2 Green Steel, que me foi explicado por Olof e Marita Nilsson, que trabalha em sua equipe de tecnologia de hidrogênio, principalmente com tecnologia de eletrólise na H2 Green Steel como alternativa aos altos-fornos tradicionais, nos quais o aço é produzido.

Eles usam esse processo chamado DRI, que significa redução direta de ferro. Ele opera em uma temperatura mais baixa. É uma tecnologia que já existe hoje, mas geralmente é alimentada por gás natural. Mas eles descobriram que também pode ser alimentado por hidrogênio. Então, o minério de ferro é reduzido com hidrogênio em vez de carvão ou coque.

E o hidrogênio, é claro, dá origem ao nome da H2 Green Steel. H2 é hidrogênio. Então, quando você reduz o minério de ferro com hidrogênio, obtém óxido de hidrogênio. Como eu mencionei antes, quando o minério de ferro é reduzido, você obtém óxido de ferro, então o carbono do carvão retira o óxido, que se torna dióxido de carbono, ou CO2. Mas ao reduzi-lo com hidrogênio, você obtém óxido de hidrogênio, que é outro nome para água. Então, basicamente, você está obtendo ferro e água.

Gabriela: Então, como subproduto, estamos indo de dióxido de carbono apenas… Isso é incrível! Eles simplesmente encontraram uma maneira de, como, substituir o carvão, colocar hidrogênio em seu lugar e obter um produto totalmente limpo a partir disso. Isso parece totalmente revolucionário.

Britney: Através desse processo, eles esperam reduzir as emissões de carbono em 95%, então ainda haverá um pouco de carbono em algum lugar no processo. Mas novamente, você sabe, ao produzir uma tonelada de aço, você obtém quase o dobro das emissões de carbono. Então, sim, Olof me explicou, você sabe, através desse processo, eles esperam reduzir esse número para cerca de 100 quilos de carbono.

Gabriela: Sobre o que estávamos falando antes?

Britney: Era de duas toneladas de CO2 por tonelada de aço. Então, com esse processo, ficaria abaixo de 100 quilos de CO2.

Gabriela: Meu Deus.

Britney: Sim.

Gabriela: Isso soa tão dramático.

Britney: Realmente. 95% é enorme.

Gabriela: Sim! E você pensa nisso, tipo, eu não consigo acreditar que apenas fazendo esse material fundamental que usamos, e, como literalmente nos rodeia com todos os produtos. Estamos lançando o dobro da quantidade de poluição do que temos de produto e, em vez disso, vamos reduzir a quantidade de poluição em 95%.

Isso parece tremendo para mim.

Quem mais está trabalhando no aço verde?

Britney: Sim. Este não é um conceito novo, mas na H2 Green Steel, é a primeira tentativa de realmente comercializar isso, expandir isso em grande escala. E é realmente empolgante observar isso. E claro, eles não são a única empresa trabalhando nisso.

Ainda não é um esforço enorme, mas há outra empresa na Suécia. Chama-se SSAB e possui uma planta de demonstração no norte da Suécia. Acho que é inferior à planta em Boden que a H2 Green Steel está projetando, mas eles já demonstraram essa técnica, essa técnica de usar hidrogênio para reduzir o minério de ferro.

Eles realmente produziram aço dessa maneira para a Volvo usar na fabricação de caminhões. Acho que fizeram isso em agosto de 2021 e usaram sua tecnologia HYBRIT, que significa tecnologia de fabricação de ferro com hidrogênio.

Gabriela: Uau.

Britney: Então, embora essa fábrica ainda esteja em produção e esses esforços ainda estejam em andamento, é algo em que as pessoas vêm trabalhando e estão lutando, e parece promissor.

Por isso, é muito emocionante. É um espaço interessante.

Gabriela: Sim, isso é simplesmente fascinante para mim. Então, você tocou nesse método como tipo nossa melhor chance de comercializar o aço verde e produzi-lo em escala. Sei que existem alguns outros métodos em andamento. Nos EUA, sei que há um trabalho em que uma empresa quer substituir o carvão por elétrons.

Então, em vez de hidrogênio, eles estão buscando elétrons em um processo elétrico. No Brasil, eles estão fazendo uma troca em que algumas usinas siderúrgicas estão usando o que é chamado de biocarvão, feito a partir de resíduos agrícolas. Então estamos olhando para um processo mais circular, reutilizável. Mas mais notavelmente, estamos falando sobre esse processo que está sendo pioneirado na Europa, e principalmente na Suécia, onde estamos nos voltando para o hidrogênio em vez do carvão em nossos fornos para produzir aço verde.

Então, você pode me falar um pouco sobre a história relativamente curta do aço verde? Quando essas técnicas foram introduzidas, inventadas, podemos entrar na história?

Como o processo de fabricação de aço verde surgiu?

Britney: Como mencionei anteriormente, a SSAB tem sua planta de demonstração onde produziu aço para a Volvo. Isso foi por volta de agosto de 2021, a H2 Green Steel foi fundada em 2020.

Então, como você disse, essas são empresas relativamente novas. E sim, eu estava lendo sobre os EUA. Acredito que estamos falando da Big River Steel em Arkansas. Eles produzem aço, não com hidrogênio, mas com eletricidade, há quase uma década. Esses esforços estão em andamento há algum tempo, mas acho que é agora que está crescendo em uma escala comercial nos últimos anos e ainda está no futuro.

Então, mesmo na China, há uma siderúrgica chamada HBIS e eles disseram em maio passado que produziram aço com sucesso através do processo DRI. E Boston Metal também é outra empresa dos EUA que está buscando eletricidade para reduzir e fundir minério de ferro. Então, houve algumas pequenas iniciativas em torno da produção de aço verde nos últimos anos, mas nada ainda no nível do que a usina siderúrgica que a H2 Green Steel está construindo em Boden. Este é mais, eu sinto, de um projeto futurista. Quero dizer, mesmo que, você sabe, como eu disse antes, esse conhecimento de “Ei, podemos usar hidrogênio nesse processo”, vem sendo desenvolvido, mas acho que a história do aço verde é mais um conceito futuro.

É bastante emocionante, então…

Gabriela: Fascinante.

Britney: Sim.

Gabriela: Estamos começando cedo. Adoro isso.

Quais são as desvantagens envolvidas no aço verde?

Gabriela: Obviamente, há muitos desafios pela frente apenas no desenvolvimento da tecnologia, na adaptação em escala, na adoção por todas as indústrias de manufatura. Existe alguma desvantagem no aço verde que podemos ver agora? Para o clima, para os produtores de aço, para qualquer outra pessoa?

Britney: Claro, com qualquer coisa boa, parece que o dinheiro sempre é um problema lá. Então, uma das desvantagens de substituir carvão por hidrogênio, obviamente, levaria a preços mais altos de aço. O Parlamento Europeu estima que isso aumentaria os preços em cerca de um terço. No entanto, o relatório disse que espera que essa diferença de preço se estreite nos próximos anos e, até 2030, ela poderia até desaparecer.

Então, são cinco anos a partir de agora.

Gabriela: Uau.

Britney: Sim, então esses são números de 2020, mas de acordo com o relatório, em termos de produção, uma tonelada de aço custa cerca de 400 euros. Isso inclui cerca de 50 euros necessários para o carvão. Então, se substituir esse carvão por hidrogênio, seriam cerca de 180 euros em hidrogênio pelo melhor preço atual. Então é mais caro.

Gabriela: Ok.

Britney: Mas uma das razões pelas quais eles acham que essa diferença de preço pode se fechar em breve é por causa da precificação de emissões de carbono. E essa é uma ação dos governos para incentivar a redução do uso de carbono e emissões de carbono. É um método usado para incentivar as empresas a cortar, especialmente após o Acordo de Paris, que mencionei antes, e esse compromisso de todos esses países de que precisamos reduzir nossas emissões de CO2 porque está causando a mudança climática.

Então, é uma das formas que poderia reduzir esse preço. Outra coisa é produzir o hidrogênio. Então, na H2 Green Steel, na verdade, sua fábrica é integrada. Então, eles planejam ter, como, três partes separadas da fábrica. E uma dessas partes é a produção de hidrogênio. Então, ao produzir hidrogênio, também se utiliza gás natural. Então, eles têm um sistema para produzir hidrogênio com eletricidade em vez disso.