Snahy o zavádění ekologických technologií hýbou nejen Evropskou unií, ale téměř celým vyspělým světem. Hlavní proudy zájmu se pochopitelně upírají především směry, které se doposud podílely na emisích nejvyšší měrou. Mimo jiné i k metalurgii.
Už před dvěma lety jsme na stránkách Technického týdeníku referovali o zelené oceli pod titulkem Výroba „zelené“, nízkouhlíkové oceli se stává realitou. Tehdejší neskrývané nadšení lze přisoudit faktu, že výroba oceli je zodpovědná za čtvrtinu emisí CO2 vytvořených v průmyslu a podílí se asi 8 % na emisích ve světovém měřítku.
Zelená naděje
Zprávy o tom, že byly uhlí a koks na- hrazeny vodíkem získaným z obnovitelných zdrojů, vzbuzovaly oprávněné naděje nejen v řadách ekologů, ale i energetiků a také u laické veřejnosti. Ocel totiž představuje klíčový vstup pro strojírenství a stavebnictví a tvoří základy moderní průmyslové ekonomiky. Švédsko se postaralo o světovou premiéru, když výrobce oceli SSAB dodal prvnímu zákazníkovi, výrobci užitkových vozidel Volvo, tzv. zelenou ocel. Jednalo se jen o první dodávku ze zkušebního provozu v městečku Luleå. Reportéři jej popisují jako uklizené, kompaktní, ležící těsně u švédského polárního kruhu. Má prý tři nároky na slávu: leteckou základnu, univerzitu a doutnající, impozantní ocelárnu, která zabírá téměř stejně velký prostor jako město samotné. Švédský státní gigant SSAB zde vyrábí ocel už 80 let. Technologie se však změnila. Zbyla jediná zčernalá vysoká pec, která však do ovzduší vypouštěla 7 % švédských ročních emisí CO2. Dole u řeky, na relativně opuštěné části pozemku, ovšem vyrostla novější, menší budova. Je ve výrazném kontrastu k tmavé, mohutné a hlučné vysoké peci, je relativně kompaktní a nápadně čistá. Nachází se zde HYBRIT vysoký asi 50 m a produkující „zelenou“, tedy podle dnešních měřítek ekologickou ocel. Jeho vlastník, společnost SSAB, se tak zapsal do seznamu 50 nejlepších světových výrobců oceli. V roce 2016 se spojily tři společnosti a vyvinuly nový typ technologie výroby železa s využitím vodíku a nazvaly ji HYBRIT, což je zkratka pro hydrogen breakthrough ironmaking technology. Konsorcium chce do roku 2030 dosáhnout kapacity výroby 2,7 milionu t ocelové suroviny. Když Martin Pei, technický ředitel SSAB, začal v roce 2016 přemýšlet o zmíněném provozu, představoval si, že bude trvat nejméně 10 let, než jej rozjede. Už nyní je ale demonstrační modul v provozu. Projekt si vyžádal vysoké náklady, proto je také jeho produkt hodně drahý, nicméně zákazníci, jako Volvo a dánský výrobce turbín Orsted, otevřeně přiznávají, že jsou připraveni za zelenou prémii zaplatit. V odvětví, které je hluboce strukturováno kolem využívání fosilních paliv, bude SSAB v roce 2026 vyrábět dekarbonizovanou ocel v komerčním měřítku. A pokud švédská vláda včas vydá všechna povolení — zejména pro elektrickou infrastrukturu — pak SSAB dosáhne čisté nuly emisí z vlastních provozů do konce desetiletí. Vývoj nebyl jednoduchý: každý z partnerů projektu se musel vypořádat s nevyzkoušenou technologií, a dokonce přehodnotit celou svou identitu a poslání. Změna ve výrobní technologii se týkala veškerých částí procesu a vyžádala si velké investice z kapitálu společnosti. Druhým členem projektu je LKAB, švédský, státem vlastněný těžařský gigant. Transformuje se ze společnosti dobývající železnou rudu ze země a nakládající ji do vlaků, na společnost, která železo také vyrábí — „pohybuje se v hodnotovém řetězci“, jak říká manažerský žargon. „Abychom byli dlouhodobě ziskoví, musíme udělat tento krok do hodnotového řetězce,“ řekl nedávno na konferenci o „zelené“ oceli ve Stockholmu viceprezident pro strategii Lars Ydreskog. V závodě HYBRIT společnost LKAB mění své pelety železné rudy na „železnou houbu“, již lze přeměnit na ocel v elektrické obloukové peci napájené z obnovitelných zdrojů, tedy bez potřeby uhelné vysoké pece. Základem je však výroba houbovitého železa bez fosilních paliv, což se nikdy předtím nedělalo. HYBRIT metoda využívá zelený vodík. A zde přichází na scénu třetí partner, švédský státní výrobce energie Vattenfall. Jeho úkolem je zajistit dodávky obrovského množství elektřiny potřebné k výrobě vodíku založené na obnovitelných zdrojích — SSAB bude nakonec potřebovat asi 10 % celkové švédské elektřiny. A Vattenfall musí rovněž najít ekonomický a bezpečný způsob skladování vodíku. Zajištění části obnovitelných zdrojů bylo v severním Švédsku relativně snadné: je zde dostatek vodní energie i pobřežní větrné a jaderné energie. Mu-sí se však přivést do závodu HYBRIT, což si vyžádalo velké zvýšení přenosové kapacity. Instalace elektrolyzérů pro výrobu vodíku z vody je spíše otázkou nákladů než nároků. Ovšem skladování tohoto plynu je už o dost tvrdší oříšek. Udržování v tekuté formě by vyžadovalo příliš mnoho financí i energie, Vattenfall se proto rozhodl jej ukládat v plynném skupenství. Společnost vytvořila kavernu více než 100 m pod zemí. Skalní stěny jsou obloženy ocelovým pláštěm a prostor mezi skálou a ocelí vyplňuje beton. Ocelová vložka zabraňuje úniku plynu a hmota horniny pomáhá zvládat vysoký tlak. Izolovaná skalní jeskyně je levnější než skladování baterií. A ačkoliv testovací jeskyně pojme pouze 100 m3, budoucí větší jeskyně by mohla uchovávat při 250násobku atmosférického tlaku až 120 000 m3, vodíku, což by stačilo na provoz ocelárny pro tři až čtyři dny. „Při využití čistého vodíku k redukci železné rudy jsme v našem výzkumu zjistili, že můžeme vyrobit železnou houbu mechanicky pevnější, s vyšší metalizací, což není tak snadné, pokud používáte zemní plyn,“ citují reportéři vedoucí pracovníky firmy. Projekt HYBRIT lze jen velmi těžko jinde napodobit. Především železná ruda společnosti LKAB patří mezi nejlepší na světě. Je to magnetitová ruda, která obsahuje 67 % železa, snadno se peletizuje a je zralá pro použití při výrobě „zeleného“ železa. [I přesto díky řadě dalších technologií „zelených“ oceláren v Evropě — a nejen v ní — přibývá. Jen EU už jich má 38, jak v nejnovější zprávě o stavu Unie uvedla předsedkyně Evropské komise Ursula von der Leyenová ve středu 13. září — pozn. red.] Navzdory stížnostem místního průmyslu ohledně pomalosti povolovacích procesů je severní Švédsko se svými vodními energetickými aktivy téměř jedinečné ve své schopnosti vyrábět zelenou energii v masovém měřítku. V budoucnu zřejmě nebude nutné vyrábět železo ve stejných místech jako v 19. století, tedy tam, kde byl dostatek koksovatelného uhlí. Ale tam, kde je vítr a slunce, a tedy zelený vodík nejlevnější.
Snahy se konečně blíží realitě
Tiskové agentury i renomované technické časopisy nasadily v posledních měsících opět nadějeplný tón. Z tiskových zpráv se zdá, že technologie výroby zelené oceli se sice u různých výrobců poněkud liší, ale technické problémy už nejsou hlavní brzdou zpomalující komerční nasazení. Rozhodující roli asi hrají peníze. Pozornost se nyní také upírá k Bodenu, malému vojenskému městu na zamrzlém severu Švédska, asi 900 km od Stockholmu, které se stalo druhým střediskem výroby evropské komerční zelené oceli. Když firma Northvolt otevřela první obří továrnu na elektrické baterie ve Švédsku, dvě hodiny jižně od Bodenu, chtěla najít ekologičtější způsob výroby oceli potřebné k výrobě baterií a objevila start-up H2 Green Steel. Firmy spojily své zájmy. Středobodem nové ocelárny bude vysoká konstrukce nazývaná DRI (direct reduced iron — přímá redukce železa). Uvnitř bude vodík reagovat se železnou rudou, přičemž výsledná surovina — železo — bude použita k výrobě oceli. Na rozdíl od koksovatelného uhlí, jehož hoření způsobuje emise uhlíku, je vedlejším produktem reakce ve věži DRI pouze vodní pára. Veškerý vodík používaný v nové továrně na výrobu zelené oceli bude vyroben společností H2 Green Steel. Voda z nedaleké řeky Luleå projde elektrolyzérem (procesem oddělujícím vodík od molekul vody) za přispění elektřiny pocházející z místních zdrojů energie bez fosilních paliv, tedy mimo jiné i s využitím vodní energie nedaleké řeky či větrné energie pocházející z parků v tamním regionu. Švédská společnost H2 Green Steel, založená v roce 2020, chce získat pro tento svůj závod 1,65 miliardy dolarů. Výrobu hodlá zahájit až na konci roku 2025, s vyšším náběhem počítá v roce 2026, jak uvedla v prohlášení pro agenturu Reuters. Financial Times, který o financování jako první informoval, uvedl, že H2 Green Steel spolupracuje s poradci z Morgan Stanley. Zahájila prý nyní závěrečnou část své finanční strategie, jejímž cílem je získat více než 5 miliard eur, včetně 3,5 miliardy úvěru, uvedl list. Klade si za cíl dosáhnout 5 milionů t roční produkce do roku 2030, což by mohlo snížit emise oxidu uhličitého o 95 % ve srovnání se současným stavem. H2 Green Steel nespoléhá jen na investory a úvěry, peníze přinášejí také objednávky. Nedávno podepsala sedmiletou smlouvu s italskou ocelářskou skupinou Marcegaglia. Dohoda se týká dodávek surové oceli ze závodu v Bodenu do provozů Marcegaglia v jižní Evropě, Velké Británii a Polsku. Marcegaglia je rodinná společnost a přední hráč v evropském ocelářském průmyslu. Vlastní 37 oceláren na třech kontinentech s hlavními obchodními aktivitami, které pokrývají izolace plochých a svařovaných trubek, konstrukce a divize zábradlí, dlouhé výrobky z nerezové oceli, ploché výrobky, trubky a tyče tažené za studena a silné plechy.
Světový trend
Výroba zelené oceli se stává doslova světovým trendem. Na energetické transformaci železáren a oceláren se pracuje také přímo v Německu. Projekty jsou podporovány financemi z 9miliardového fondu na investice do vodíku, který vytvořila německá federální vláda. Největší německá ocelářská společnost Thyssen-Krupp v této souvislosti uvedla, že byla první společností na světě, která v roce 2019 vháněla vodík do vysoké pece, aby nahradila uhelný prach obvykle používaný k chemické redukci železné rudy. Konkurenční společnost Salzgitter AG sází na systémy, které lze provozovat jak na vodík, tak na zemní plyn. Prototypový závod by měl být připraven do poloviny příštího roku a poté dodávat 2,5 t oceli denně. Skupina chce vyrábět „zelený“ vodík v jednom z dosud největších elektrolyzérů s výkonem 30 MW. Je provozován mimo jiné elektřinou ze sedmi větrných turbín, které byly instalovány v areálu továrny. Německá ocelářská federace odhaduje, že investiční náklady potřebné pro transformaci na zelenou ocel budou do roku 2050 činit přibližně 30 miliard eur, z toho do roku 2030 asi 10 miliard eur. Ani Arcelor Mittal, světový lídr na trhu s ocelí, nehodlá ignorovat trend a v Hamburku staví demonstrační systém pro „zelenou“ ocel. Podporuje také massachusettskou společnost Boston Metal v jejím plánu přinést na trh zelenou ocel. Arcelor Mittal, druhý největší výrobce oceli na světě, do ní investuje 120 milionů amerických dolarů. Finanční balíček je dosud největší jednotlivou investicí Fondu uhlíkových inovací této ocelářské společnosti, uvedla tisková agentura Associated Press. Jako investor je zapojen i Microsoft. Intenzivně pokračují přípravy na výrobě zelené oceli také v Japonsku, v Indii a v Austrálii. /Karel Sedláček/
