SÉRIE ESPECIAL ARTIGOS
NACIONAL E INTERNACIONAL
BIOCARBONO
Biocarbono uma solução para descarbonização da produção de ferro e aço.
A indústria siderúrgica global enfrenta imensa pressão para atingir metas ambiciosas de emissões líquidas zero. Com aproximadamente 7% das emissões globais de CO2 atribuídas à produção de aço, encontrar soluções eficazes é fundamental. Embora tecnologias emergentes como a siderurgia baseada em hidrogênio e a captura de carbono atraiam atenção significativa, essas inovações geralmente exigem despesas de capital substanciais (CAPEX) e anos para serem implementadas. O biocarbono, no entanto, oferece um caminho prático, escalável e econômico para reduzir as emissões na produção de aço hoje. O biocarbono, derivado de biomassa sustentável, atua como um substituto renovável para o carbono baseado em fósseis em processos de fabricação de aço. Ao contrário das soluções experimentais, a tecnologia de biocarbono é testada e comprovada. Ele pode se integrar perfeitamente às operações existentes de alto-forno e forno elétrico a arco sem exigir retrofits dispendiosos, tornando-a uma escolha prática para indústrias difíceis de reduzir.
Utilização de biocarbono na produção de aço em forno elétrico a arco (Primeira Parte).
O aço é o material metálico mais amplamente utilizado e importante, tanto em termos de volume de produção quanto em sua vasta gama de aplicações versáteis. Apesar de sua importância inigualável, o processo de fabricação de ferro e aço depende fortemente de combustíveis fósseis para atender às demandas de energia e facilita a extração primária e o refino de minérios. Globalmente, a indústria de ferro e aço representa um dos maiores contribuintes para as emissões de gases de efeito estufa (GEE), liberando anualmente 3,7 Gt de CO 2. Esse nível de emissões é em média de cerca de 2 toneladas de CO 2 para cada tonelada de aço produzida, constituindo aproximadamente 7% das emissões globais de CO 2.
Utilização de biocarbono na produção de aço em forno elétrico a arco (Segunda Parte).
As propriedades da injeção e do carbono de carga desempenham um papel fundamental na eficiência da siderurgia EAF. Para a formação de espuma de escória, o carbono deve exibir reatividade adequada com FeO para gerar bolhas finas de monóxido de carbono, juntamente com boa molhabilidade com escória para facilitar a reação de redução. O carbono de carga, utilizado para aquecimento, requer propriedades propícias à dissolução eficiente do carbono no metal fundido e à geração de calor durante a oxidação. É essencial observar que o biocarbono derivado da biomassa difere do carbono fóssil em termos de reatividade, pureza e morfologia. Embora o biocarbono ofereça potenciais benefícios de sustentabilidade, suas propriedades exclusivas exigem consideração e desenvolvimento cuidadosos para garantir a integração bem-sucedida no processo de siderurgia EAF.
Utilização de biocarbono na produção de aço em forno elétrico a arco (Terceira Parte).
Carbonos fósseis como antracito, coque e coque de petróleo são normalmente usados na siderurgia EAF para carga e injeção de carbono. Presumivelmente, os processos de siderurgia foram projetados para incorporar carbono fóssil e suas características associadas. Devido aos métodos de fabricação e infraestrutura robustos, as propriedades são mais consistentes em comparação ao biocarbono. O uso de biocarbono pode introduzir menos enxofre no aço, aliviando o estresse dos processos de dessulfuração posteriores. Em contraste, o maior teor de fósforo pode exigir mais desfosforação, o que é um fardo adicional no processo. Por fim, há uma grande diferença na densidade entre o carbono fóssil e o biocarbono. Como os sistemas de coleta de gases residuais do EAF são projetados com carbono fóssil mais denso em mente, é questionável se o biocarbono menos denso penetrará na camada de escória ou será capturado com o gás residual.
Utilização de biocarbono na produção de aço em forno elétrico a arco (Final).
O biocarbono como um material de carbono de carga parece ser bem compreendido. No entanto, o biocarbono como um carbono de injeção ainda enfrenta problemas técnicos, como alta reatividade, levando à formação de espuma de escória instável e baixa densidade, limitando sua penetração na camada de escória. A aglomeração é um caminho de multisolução para utilização de biocarbono na siderurgia EAF. Essa abordagem já foi comprovada para aplicações de carbono de carga, mas aplicações de carbono de injeção também podem se beneficiar de várias maneiras da aglomeração. Outro caminho para carbono de injeção é o uso de misturas de biocarbono/coque no ínterim. No geral, há promessa para a utilização de biocarbono na siderurgia EAF e um progresso considerável já foi feito. À medida que a pesquisa avança nos próximos anos, o processo EAF deve se beneficiar da adoção do biocarbono para reduzir as emissões de CO 2 sem interrupção significativa do processo.
Outokumpu construirá usina de biocarbono na Alemanha para reduzir emissões.
A Outokumpu está investindo € 40 milhões em uma planta de biocarbono em Sassnitz, Alemanha, para reduzir emissões ao substituir coque fóssil por biocoque na produção de ferrocromo. Usando resíduos de madeira como matéria-prima, a instalação visa cortar emissões em 50%, apoiando as metas de sustentabilidade e descarbonização da Outokumpu. O aço inoxidável da Outokumpu tem até 75% menos pegada de carbono do que a média global da indústria. Emissões de CO ₂ do aço inoxidável da Outokumpu (2023): 1,52 kg CO ₂ e por kg de aço inoxidável. Emissões médias globais de CO ₂ (2023): 7 kg CO ₂ e por kg de aço inoxidável.
Tata Steel apresenta biocarbono para impulsionar a sustentabilidade na produção de aço.
A Tata Steel foi pioneira no uso de biocarbono (carvão vegetal à base de biomassa) em sua planta de Jamshedpur. Esse movimento reforça fortemente o comprometimento da empresa com a sustentabilidade, levando a siderúrgica mais perto de sua meta Net Zero de 2045. Em seu caminho para se tornar uma siderúrgica neutra em carbono, a Tata Steel tomou várias iniciativas, incluindo o uso de fontes alternativas de energia, como a solar, em suas instalações de produção, até o uso de biocombustível no transporte de matérias-primas e produtos acabados. A Tata Steel também se tornou a primeira siderúrgica indiana a empreender uma viagem de pernada completa da Costa Leste da Austrália para a Índia, movida por uma mistura de biocombustível B24 com VLSFO (Very Low Sulphur Fuel Oil).
Biocarbono uma solução para descarbonização da produção de ferro e aço.
A indústria