La producción de acero es una industria contaminante, pero las startups trabajan para hacerla más sostenible.
H2 Green Steel utiliza hidrógeno producido con energía renovable para fabricar acero, lo que reduce significativamente las emisiones.
La empresa construye en Suecia una planta a gran escala que comenzará a producir a finales del próximo año.
Otras empresas también desarrollan tecnologías de acero verde, entre ellas Boston Metal, que utiliza electrólisis para obtener acero a partir de mineral de hierro.
En las afueras de la pequeña ciudad sueca de Boden, rodeada de bosque, se construye una enorme planta de acero verde. A finales del próximo año, si todo sale según lo previsto, la fábrica empezará a producir acero para clientes como Ikea y Mercedes-Benz, usando hidrógeno producido con energía renovable en lugar de carbón. A finales de la década, la planta prevé producir 5 millones de toneladas de acero verde al año.
Eso sigue siendo una pequeña fracción de la producción mundial de acero: el mundo fabrica casi 2.000 millones de toneladas métricas de acero cada año, destinadas a todo, desde rascacielos y aerogeneradores hasta coches y sillas de oficina. Actualmente, la producción es una gran fuente de emisiones. La fabricación de acero es responsable de más de 2.600 millones de toneladas métricas de emisiones de CO2 al año, casi tres veces más que la industria de la aviación. Pero empresas como H2 Green Steel, la startup sueca, quieren demostrar que la industria puede transformarse.
La startup, que anunció esta semana que captó más de 5.000 millones de dólares en nueva financiación, se apresura a construir su solución lo antes posible. “Otras han optado por empezar con operaciones a escala piloto”, afirma Karin Hallstan, responsable de comunicación de H2 Green Steel. “Nuestra opinión es que la rapidez es esencial y que el mundo no necesita otro piloto. Ha llegado el momento de actuar a gran escala. La tecnología está probada y madura, y hemos demostrado la viabilidad comercial y la demanda de acero verde. Por eso vamos directamente a la producción a gran escala.”
La mayor parte de la producción mundial de acero comienza introduciendo mineral de hierro procedente de minas en enormes altos hornos, donde se añade carbón para provocar una reacción química y obtener hierro. “Es tan contaminante como cabría esperar”, afirma Hilary Lewis, directora de acero de Industrious Labs, una organización sin ánimo de lucro centrada en ayudar a la industria pesada a descarbonizarse.
“Cada alto horno equivale aproximadamente a una central eléctrica de carbón.” Algunas acerías tienen más de un alto horno. En los hornos, la reacción química genera CO2. El horno también debe alcanzar temperaturas extremadamente altas, y ese calor suele proceder también de la quema de combustibles fósiles. El “arrabio” que sale del horno pasa después a otro tipo de horno para transformarlo en acero, lo que genera aún más emisiones de CO2.
Un proceso menos habitual utiliza un horno DRI, que funciona a una temperatura más baja y normalmente emplea gas natural o carbón, aunque también puede funcionar con hidrógeno. H2 Green Steel producirá hidrógeno verde en su planta, lo que significa que utilizará electricidad renovable para separar el agua en hidrógeno y oxígeno. (La mayor parte del hidrógeno que se produce hoy procede de combustibles fósiles).
Después de producir hierro con su horno DRI alimentado por hidrógeno, lo procesará para convertirlo en acero en otro horno que funciona íntegramente con electricidad. En esta fase se utiliza una pequeña cantidad de carbono, pero el proceso total reduce las emisiones de la fabricación de acero en un 95 %.
El método ha funcionado en demostraciones a menor escala. Cerca, en Suecia, un proyecto llamado HYBRIT entregó en 2021 la primera muestra de “acero libre de fósiles” a Volvo. La empresa siderúrgica SSAB, uno de los socios de ese proyecto, prevé llevar al mercado un volumen mayor de acero verde en 2026. ArcelorMittal, un gigante siderúrgico mundial, también tiene proyectos de acero verde en desarrollo, entre ellos una acería en Portugal que pretende tener en funcionamiento un proceso de producción sin emisiones en 2025. Pero será difícil que toda la industria se transforme.
El primer reto: hoy hay muy poco hidrógeno verde disponible. Producir hidrógeno verde también requerirá enormes cantidades de electricidad renovable, por lo que habrá que añadir más energías renovables a la red. Los hornos DRI también necesitan mineral de hierro de alta pureza, que no está disponible en todas partes. (Es posible mejorar el mineral de baja ley, pero requiere pasos adicionales).
La ciudad de Boden está bien preparada para la tecnología: hay energía renovable abundante y asequible en la zona, y el mineral de hierro adecuado está disponible. Aun así, incluso con las condiciones adecuadas, el proceso es caro. H2 Green Steel cobra a sus clientes entre un 25 % y un 30 % más por su acero.
Pero, por ahora, muchos clientes están dispuestos a pagar una prima verde. Varios grandes fabricantes de automóviles han firmado contratos en los que se comprometen a comprar a H2 Green Steel en cuanto comience la producción. Compromisos más amplios de los fabricantes para comprar acero verde marcarían la diferencia para la industria, afirma Lewis.
La diferencia de coste para los consumidores puede no ser perceptible. “La buena noticia es que la mayoría de la gente no compra acero”, afirma. “Compran productos que contienen cierta cantidad de acero, como un coche”. Un coche utiliza alrededor de una tonelada de acero, pero con la versión verde los consumidores podrían pagar solo 100 dólares más por el vehículo.
La UE cuenta con un sistema de comercio de derechos de emisión que actualmente no obliga a los fabricantes de acero a pagar por todas sus emisiones, pero en 2026 las empresas deberán pagar más, y la cantidad seguirá aumentando hasta que paguen por el 100 % de sus emisiones en 2034. “Eso significa que el acero marrón y contaminante será más caro, lo que por fin empezará a igualar las condiciones para las soluciones de tecnología limpia”, afirma Hallstan.
“La normativa de la UE podría servir de modelo para otras partes del mundo, como una forma de acelerar el paso hacia un acero producido de forma sostenible.” EE. UU. utiliza una zanahoria en lugar de un palo: la financiación de la Ley de Reducción de la Inflación ayuda a respaldar tanto el hidrógeno verde como nuevas instalaciones industriales limpias, que podrían incluir nuevas plantas de acero verde.
Otra tecnología nueva y prometedora evita por completo el uso de hidrógeno. Electra, una startup en fase inicial, disuelve el mineral de hierro y luego utiliza electrólisis para extraer hierro puro. El proceso puede utilizar minerales de baja ley y funciona a baja temperatura, lo que ahorra energía. Boston Metal, una spin-off del MIT, utiliza electrólisis para calentar el mineral de hierro a 1.600 grados Celsius, obteniendo acero líquido.
“En nuestro proceso ya no hay carbono”, afirma Adam Rauwerdink, vicepresidente sénior de desarrollo de negocio de Boston Metal. “Los electrones hacen todo el trabajo”. En el laboratorio de la empresa, en el área de Boston, la tecnología funciona en interiores. “En el mismo edificio donde están nuestras oficinas, se vierte acero fundido y solo se emite oxígeno”, afirma.
Si el proceso funciona con energía renovable, el acero es de emisiones cero. La misma técnica puede usarse para extraer otros metales valiosos de los residuos mineros. La empresa empieza primero con un proyecto en Brasil que produce niobio, que se vende a unos 100 veces más por kilogramo que el acero, lo que ayuda a Boston Metal a desplegar la tecnología más rápido mientras se prepara para el mercado del acero.
La tecnología es modular: es posible desplegar un puñado de las unidades de la empresa, cada una de las cuales puede tener el tamaño de un contenedor de transporte, o reunir 200 para construir una planta siderúrgica de tamaño completo. La primera planta de demostración, prevista para 2026, será una unidad más pequeña en una acería existente.
Reciclar más acero también puede ayudar, ya que la chatarra puede procesarse en hornos de arco eléctrico que funcionan con energía renovable. Pero, como la cantidad de chatarra disponible es limitada, también necesitaremos enormes cantidades de hierro nuevo, y tanto la tecnología DRI como la electrólisis pueden contribuir a suministrarlo.
La transformación de las cientos de acerías del mundo llevará tiempo, en parte porque los equipos existentes pueden durar décadas. Pero cada 15 a 20 años, los altos hornos tradicionales deben pasar por una costosa operación de mantenimiento que cuesta cientos de miles de dólares, y las empresas podrían cambiar a la tecnología DRI en lugar de realizar la reparación. (Aunque la captura de carbono en las acerías tradicionales también puede ayudar, no funciona a la perfección y no hace nada contra la contaminación del aire ni contra las emisiones aguas arriba de la extracción de combustibles fósiles). China, que produce la mayor parte del acero del mundo, no avanza tan rápido como Europa en la transición hacia el hidrógeno.
Pese a los retos, es posible descarbonizar la industria a mediados de siglo, afirma Jeffrey Rissman, que dirige el trabajo sobre industria pesada en la consultora Energy Innovation y que escribió un nuevo libro titulado Zero-Carbon Industry: Transformative Technologies and Policies to Achieve Sustainable Prosperity. Hay tiempo suficiente para construir nuevas plantas. La clave más importante, según Rissman, será garantizar que haya suficiente energía renovable nueva disponible para respaldar el proceso.
La tecnología más nueva, como la de Boston Metal, podría ser en última instancia la mejor solución, afirma Lewis, de Industrious Labs, porque puede evitar el reto de tener que producir suficiente hidrógeno verde. Pero, como los hornos DRI ya pueden funcionar con hidrógeno, tiene sentido que las empresas avancen con ella. “Creo que tenemos que hacer inversiones hoy”, afirma. “Y creo que habrá muchas oportunidades para algunas de estas tecnologías de próxima generación en el futuro”.
