- Britse wetenschappers hebben een manier gevonden om ijzererts te smelten zonder dat daar er grote hoeveelheden CO2 bij vrijkomen.
- De productie van staal is goed voor zo’n 9 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot.
- De wetenschappers zijn nu op zoek naar een industriële partner waarmee ze hun nieuwe methode kunnen testen.
- Lees ook: Kunstmatige intelligentie in de auto gaat voor een flink CO2-probleem zorgen
De staalindustrie heeft ervoor gezorgd dat onze moderne wereld mogelijk is, maar diezelfde industrie heeft ook een gigantische CO2-voetafdruk.
Onderzoekers van de universiteit van Birmingham hebben een process ontdekt waarmee smeltovens voor ijzererts anders kunnen werken. En dat is een grote stap, want dit is het meest vervuilende proces in de staalindustrie.
Op dit moment worden cokes (een steenkoolsoort gebruikt voor het maken van ijzer) en ijzererts in een grote smeltoven geladen. Die wordt opgestookt tot immens hoge temperaturen om zo vloeibaar ijzer te maken. Dat wordt dan vervolgens verwerkt tot staal. Bij dit proces komt veel CO2 vrij.
Zo’n 70 procent van het op deze manier geproduceerde staal wordt gebruikt voor gebouwen, auto’s en huishoudelijke apparaten.
Om een ton staal te produceren, wordt er zo'n twee ton aan CO2 de atmosfeer in gepompt, volgens de World Steel Organization. Daarmee is de staalindustrie verantwoordelijk voor 9 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot.
Daar kan mogelijk verandering in komen. Harriet Kildahl, co-auteur van het onderzoek, vertelde Insider dat haar team een manier heeft gevonden voor het maken van staal waarbij 90 procent minder steenkool benodigd is.
Kildahl omschrijft het als een "gesloten cyclus" die koolstofdioxide opvangt en recyclet. Het opgevangen materiaal wordt vervolgens weer ingezet om de chemische reactie te starten die nodig is om ijzererts om te zetten in staal.
Bij het recyclen van CO2 is nog wel een extra mineraal nodig: perovskiet. Dit zorgt ervoor dat CO2 wordt opgesplitst in koolstofmonoxide en zuurstof. De koolstofmonoxide kan in de smeltoven gepompt worden, en de zuurstof kan gebruikt worden om hem op te stoken.
Perovskiet is gekozen omdat dit op relatief lage temperaturen van 700 tot 800 graden Celsius reageert met CO2. Die temperaturen kunnen met duurzame verwarmingsmethoden of via een koppeling aan de smeltoven gehaald worden.
Het perovskiet kan na de reactie weer in oude vorm teruggebracht worden door een chemische reactie in een ruimte met weinig zuurstof. Vervolgens kan het opnieuw gebruikt worden.
"Er wordt slechts een kleine hoeveelheid cokeskool gebruikt om het proces op te starten, maar vanaf dan punt hoef je dit verder nooit meer toe te voegen", zegt Kildahl.
Duurzame staalproductie met minder CO2
Het wordt extra interessant, want volgens de onderzoekers kan het systeem makkelijk en goedkoop zijn om te implementeren. Het maakt namelijk gebruik van bestaande smeltovens waardoor het dus niet nodig is om deze te vervangen voor een compleet nieuwe technologie.
Daarom is het team achter de ontdekking nu bezig met het vinden van een partner waarmee ze de nieuwe productiemethode kunnen implementeren en testen, vertelt Yulong Ding, co-autheur van het onderzoek, tegen Insider.
Er zijn ook andere methodes om staal te maken op een CO2-arme manier, maar daarvan moet nog bewezen worden dat ze ook op commerciële schaal werken.
De Zweedse staalfabrikant SSAB is een voorloper op dit gebied. De fabriek gebruikt groene waterstof afkomstig uit duurzame bronnen. SSAB hoop deze methode vanaf 2026 op commerciële schaal uit te kunnen voeren.
In IJmuiden is ook Tata Steel bezig met het opzetten van een klimaatneutrale staalproductie met behulp van waterstof.
Verschillende technieken nodig
En hoewel de ontwikkelingen hun voordelen hebben, zitten er ook nadelen aan. Dat geldt ook voor de oplossing die de Britse wetenschappers aandragen. "Ik vind het er innovatief en veelbelovend uitzien, maar er zijn een paar nadelen", zegt hoogleraar Jihye Kim van de Colorado School of Mines. Hij doet onderzoek naar de winning van mineralen uit afvalstoffen die vrijkomen bij de productie van staal.
Volgens Kim vervangt het nieuwe proces niet 100 procent van de benodigde cokeskool. Daarbij moeten er andere materialen zoals biomassa, houtskool of gerecycled plastic worden toegevoegd.
Daarnaast twijfelt hij aan de stabiliteit van het proces op grotere schaal, omdat er gebruik wordt gemaakt van een gasvormig cokeskool in plaats van de vaste vorm. Dat zou extra verhitting kunnen vereisen, die uit duurzame bronnen gehaald zou moeten worden.
Uiteindelijk zijn er meerdere strategieën nodig om de CO2-uitstoot van de staalproductie te verlagen. "We kunnen meerdere technieken tegelijk gebruiken", stelt Kim.