¿Como producir acero sin dañar el clima?

Es un componente cotidiano de la vida moderna, tanto un impulsor del cambio climático como un elemento importante para detenerlo.

El acero – un metal barato, fuerte y duradero – está en todas partes, desde las casas hasta los hospitales, pasando por los coches y los fregaderos de la cocina. Es un componente esencial de las turbinas eólicas y los postes eléctricos, que los líderes mundiales apuestan por construir para acabar con su dependencia de los combustibles fósiles.

"Es como la savia de la economía. Alimenta todos los sectores”, afirma Gauri Khandekar, analista de la Universidad Libre de Bruselas, que estudia la descarbonización de la industria pesada.

Pero su fabricación es también una de las principales causantes del cambio climático. La industria siderúrgica es responsable de entre el 7 y 9 por ciento de la contaminación por gases de efecto invernadero, que atrapan la luz solar, calientan el planeta, intensifican las olas de calor y favorecen los ciclones tropicales.

Esta década es "decisiva” para descarbonizar el acero

La fabricación de acero es tan problemática porque implica calentar el mineral de hierro con grandes cantidades de energía en altos hornos para extraer hierro puro. La reacción química resultante libera dióxido de carbono. Alrededor del 75 por ciento del acero se fabrica de este modo, en su mayoría con carbón, el combustible fósil más sucio, en hornos que funcionan entre 15 y 20 años antes de tener que ser retirados o reparados con un gran coste.

Según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), la demanda de acero crecerá un tercio de aquí a 2050. Las decisiones que se tomen hoy sobre cómo se produce ese acero son decisivas para cumplir los objetivos climáticos del Acuerdo de París, según los analistas.

"La década de 2020 es muy crítica en este sentido porque más del 70 por ciento de la cantidad mundial de altos hornos llegará al final de su vida útil y requerirá decisiones de reinversión”, afirma Wido Witecka, analista de acero del grupo de reflexión alemán sobre el clima Agora Energiewende.

Pero a diferencia de sectores como la energía y la agricultura, donde las tecnologías limpias, como los paneles solares y los sustitutos cárnicos derivados de plantas, son baratas y fáciles de ampliar, las alternativas más prometedoras de la industria pesada están en su mayoría en fase de desarrollo. Muchas de ellas conllevan retos logísticos que los responsables políticos se resisten a abordar.

Sustituir el carbón y el gas por hidrógeno producido con electricidad verde

Una de las soluciones consiste en prescindir de los altos hornos de carbón. En su lugar, los siderúrgicos pueden extraer el hierro del mineral haciendo reaccionar la roca con gas en unas instalaciones denominadas plantas de hierro de reducción directa. Estos gránulos de hierro pueden convertirse en acero en un horno de arco eléctrico, que puede funcionar con electricidad procedente de energías renovables. El uso de gas fósil en este primer paso es más limpio que el del carbón, aunque sigue contaminando la atmósfera y calentando el planeta.

Fabricantes europeos como SSAB y ThyssenKrupp apuestan por hacer funcionar estas plantas con hidrógeno, un gas que puede producirse de forma limpia con energía renovable. En lugar de que los átomos de oxígeno del mineral reaccionen con los átomos de carbono de los combustibles fósiles para producir CO2, como ocurre actualmente, reaccionarían con átomos de hidrógeno para producir H2O.

"Lo bueno de este concepto es que, aunque se necesita un nuevo proceso de producción, el subproducto es agua en lugar de dióxido de carbono”, explica Witecka.

El año pasado, SSAB anunció que había entregado su primer lote de acero libre de fósiles al fabricante de automóviles Volvo, que lo utilizó para construir un camión.

Pero producir tanto hidrógeno de forma limpia requeriría cantidades enormes de energía verde, y podría desviar suministros de otros sectores difíciles de limpiar. Según un estudio reciente, para fabricar todo el acero europeo con hidrógeno producido a partir de energías renovables, se necesitarían 340 teravatios hora (TWh) de electricidad verde. El año pasado, las turbinas eólicas de la UE generaron 437 TWh de electricidad.

"Uno de los grandes desafíos consiste en decidir dónde construir estas plantas de producción de hidrógeno”, señala Caitlin Swalec, analista de acero de la organización estadounidense sin ánimo de lucro Global Energy Monitor. "Tiene que ocurrir en lugares que tengan esa capacidad de energía renovable”.

Captura y almacenamiento de carbono

Otra opción para la industria siderúrgica es capturar el carbono que sale de las acerías y almacenarlo bajo tierra.

La tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CAC) consiste en atrapar los contaminantes antes de que se liberen a la atmósfera. Pero no está claro qué parte de las emisiones procedentes de la siderurgia pueden ser capturadas por la CAC, ni a qué costo. Es probable que el proceso sea más caro que en industrias como la del cemento, porque las fábricas de acero tienen múltiples fuentes de emisión.

Sin embargo, en su hoja de ruta para alcanzar los objetivos de temperatura, la AIE prevé que la captura de carbono cubra la mitad de toda la producción de acero en 2050. Eso liberaría hidrógeno para utilizarlo en otros procesos difíciles de limpiar, como el transporte marítimo o los fertilizantes.

Pero para conseguirlo, los responsables políticos tendrían que incentivar el desarrollo de procesos de CAC gravando las emisiones para que los métodos tradicionales de producción reflejen el coste social de la contaminación, según los analistas. También tendrían que financiar la investigación y los proyectos piloto para aumentar las tasas de captura.

"Una de las razones por las que no tenemos respuestas a preguntas como las tasas de captura o cómo funcionaría a escala comercial, es porque las empresas siderúrgicas no han tenido que reducir realmente sus emisiones”, señala Eadbhard Pernot, del Grupo de Trabajo para el Aire Limpio, una de las pocas organizaciones ecologistas que piden más inversiones en tecnología de captura de carbono.

Evitar el bloqueo de los combustibles fósiles

Los analistas temen que los fabricantes de acero abusen de la promesa de soluciones futuras para no actuar ahora.

Si las siderúrgicas siguen con los altos hornos, pero la CAC no se abarata ni es eficiente, el carbón que queman seguirá contaminando la atmósfera. Si construyen plantas de hierro de reducción directa y no hay suficiente hidrógeno verde, seguirán utilizando gas fósil para purificar el mineral de hierro.

"Es un riesgo bastante grande”, afirma Khandekar. "No se puede dejar que las empresas tomen las decisiones por sí solas”.

Para ganar más tiempo, la sociedad podría utilizar el acero con más cuidado. Más de una cuarta parte del acero se fabrica ya con chatarra reciclada. Hay límites para la frecuencia con la que el acero puede pasar por este proceso (impurezas como el níquel y el cobre pueden colarse y debilitar el metal), pero el aumento de las tasas de reciclaje reduciría la cantidad de hierro que hay que purificar.

Además, según la AIE, un uso más eficiente del acero podría reducir la demanda en un 20 por ciento de aquí a 2050. Los gobiernos podrían utilizar menos acero en los proyectos públicos, mantener las infraestructuras durante más tiempo y actualizar los códigos de construcción nacionales para que sean menos derrochadores. Podrían obligar a los fabricantes de automóviles a fabricar coches más ligeros en lugar de pesados todoterrenos.

"No vamos a dejar de usarlo por completo y nunca alcanzaremos el 100 por cien de tasas de reciclaje”, explica Swalec. "Pero sin duda podemos hacerlo mucho mejor”.

(ar/ers)