Sin combustibles fósiles, no puede haber un proceso de alto horno, pero el hidrógeno podría desempeñar un papel más importante en el futuro. En TU Wien se está desarrollando un proceso respetuoso con el medio ambiente mediante el cual la biomasa se puede utilizar para producir un gas rico en hidrógeno que luego se puede emplear de diversas formas en la industria del hierro y el acero. TU Wien y voestalpine ahora tienen como objetivo realizar más investigaciones conjuntas sobre el tema. La visión a largo plazo es una fuente de energía renovable, firmemente anclado en el diseño de una siderurgia integrada.

Dos corrientes de gas:hidrógeno aquí, dióxido de carbono allí

En un proceso desarrollado en TU Wien, la biomasa se convierte a altas temperaturas de una manera que produce dos corrientes de gas separadas:un gas productor rico en hidrógeno y un gas residual rico en CO2. Esto se conoce como proceso de reformado de biomasa y es posible gracias al uso de cal en un sistema de lecho fluidizado especial. En una acería integrada que combina las numerosas etapas de producción y acabado, desde el arrabio hasta el producto de acero acabado, sería posible utilizar el gas de producción rico en hidrógeno en varias etapas de producción. Como fuente de energía renovable, esto ofrecería una alternativa ecológica al gas natural. Al mismo tiempo, también se están llevando a cabo investigaciones sobre la corriente de gases residuales. Bajo el nuevo proceso, el CO2 que contiene se enriquece y, por lo tanto, puede separarse de manera eficiente o someterse a un procesamiento adicional.

"Desde un punto de vista químico, el paso reactivo importante en el proceso de alto horno es la reducción del mineral de hierro, "explica Johannes Schmid, Director de proyectos en el Instituto de Ingeniería Química de TU Wien. "En el mineral natural, el hierro está presente en forma de óxido de hierro, por lo que los átomos de oxígeno primero deben separarse de los átomos de hierro ".

En este proceso de reducción, el carbono en el coque, y en particular el monóxido de carbono resultante, juega un papel clave. Hasta una cierta proporción, sin embargo, el hidrógeno también puede servir como un posible agente reductor. Toda la cadena de procesos, desde la producción e integración de gas hidrógeno a partir de fuentes renovables hasta su uso en altos hornos, requerirá más investigación en el futuro. "De todos modos podemos demostrar que se puede obtener un gas reductor a partir de la biomasa con la ayuda de un nuevo proceso, "explica Florian Benedikt, Josef Fuchs y Stefan Müller, que están trabajando en el proyecto. "Según nuestras medidas, en principio, nuestro gas de producción es una fuente de energía biológica adicional adecuada. La calidad del gas es al menos equivalente a la que voestalpine ya está utilizando hoy para varias etapas de procesamiento en una siderurgia integrada ".

Explotación de dióxido de carbono:incluso mejor que CO2 neutral

El segundo flujo de gas producido en el proceso de reformado de biomasa de TU Wien contiene CO2. Si el dióxido de carbono finalmente se libera al medio ambiente, esto cierra el ciclo del carbono:todo lo que se libera es el CO2 que anteriormente se almacenaba como biomasa en las plantas que se han utilizado. Si el CO2 no se libera al medio ambiente sino que se procesa más, entonces el proceso tiene una huella de CO2 aún mejor:esto se conoce como un proceso de "emisiones por debajo de cero".

Visión:implementación de fuentes de energía renovable en los procesos productivos

El profesor Hermann Hofbauer está encantado con los resultados obtenidos:"La implementación de fuentes de energía renovables en un proceso intensivo en recursos como la producción de acero presenta un gran desafío. El proyecto de investigación con voestalpine sobre este tema es, por lo tanto, un importante proyecto faro para nuestro grupo de investigación ". Para optimizar el proceso de reformado de biomasa, una gran instalación de investigación, con una altura total de siete metros, fue construido entre 2013 y 2015 en TU Wien. "Sólo una instalación de este tipo puede darnos los resultados significativos que nos permitirán diseñar importantes instalaciones industriales de demostración, "dice Hofbauer.

"Nuestros resultados nos muestran que es técnicamente posible, "explica Johannes Schmid." Para biomasa de alta calidad, como astillas de madera, aunque, no es posible ilustrar económicamente las perspectivas de uso en las condiciones actuales. Por eso es necesaria una mayor investigación intensiva, para que también podamos hacer posible el uso de materias primas biogénicas económicas ". Además de la generación de hidrógeno mediante un proceso de electrólisis, la tecnología también ofrece otra posible alternativa ecológica para la producción de acero a largo plazo.