Revolucionando la industria siderúrgica con hidrógeno

El proyecto H-ACERO, tiene un objetivo claro y ambicioso: contribuir a la descarbonización del sector siderúrgico, usando el hidrógeno como fuente de energía alternativa en diversos puntos del proceso de producción del acero. Este proyecto, que ha durado tres años y acaba de concluir exitosamente, ha demostrado que el hidrógeno puede desempeñar un papel crucial en la creación de un acero sostenible. Para conseguirlo, el consorcio formado por los Tecnólogos Insertec, Kelsen, Nippon Gases y Sarralle; Siderúrgicos Arcelormittal Olaberria - Bergara, Sidenor, Nervacero, Aceralava y Tubos Reunidos Group; y Centros de I+D como Ceit, Tecnalia, Tubacex Innovación y Sidenor I+D; ha desarrollado tecnologías avanzadas y nuevos materiales, compatibles con los procesos de producción de la industria siderúrgica, con el objetivo de lograr una producción sostenible de acero a base de hidrógeno (H2).

Por su parte, Siderex – Asociación Clúster de Siderurgia, en su compromiso con la sostenibilidad, la innovación y el desarrollo tecnológico, ha participado como representante del sector.

A lo largo de estos tres años, el proyecto H-ACERO ha logrado varios hitos importantes:

• Generación de conocimiento de modelos de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) de combustión para poder realizar simulaciones a nivel de quemadores y hornos completos con hidrógeno y oxicombustión.
• Puesta en marcha de set-ups de laboratorio para la caracterización detallada de materiales refractarios y aceros bajos atmósferas de combustión de H₂.
• Construcción de prototipo de cámara de combustión. Permite operar con 100% H₂, tanto con oxicombustión como combustión con aire. Posibilita estudiar materiales refractarios (hornos de recalentamiento, precalentadores de artes y cuchara, hornos de arco eléctrico) y metalúrgicos (diferentes grados de acero).
• Construcción de prototipo de oxicorte. Permite realizar cortes en frío de diferentes materiales de acero con 100% H₂
• Los resultados obtenidos en los ‘setups’ de laboratorio y en los prototipos confirman tendencias muy similares. En resumen, los resultados obtenidos en los set-ups de laboratorio y en los prototipos confirman tendencias muy similares.
• Se han obtenido resultados prometedores respecto a la tolerancia de los materiales refractarios a las nuevas atmósferas de combustión de H₂.
• En los aceros al C y microaleados, durante la etapa de recalentamiento el mayor efecto viene dado por el uso de la oxicombustión más que por el uso del combustible (GN o H₂).
• En los aceros inoxidables, no hay pérdidas por oxidación reseñables en las atmósferas con mezclas con hidrógeno
• No se producen fenómenos de fragilización/pérdida de ductilidad en caliente significativa en el acero con el empleo de las nuevas atmósferas.
• El uso de H₂ parece prometedor en el oxicorte.
• La ausencia total de incidencias de seguridad a lo largo de todo el proyecto destaca como un logro significativo.

A pesar de los éxitos, H-ACERO también ha identificado varios retos que deben abordarse para que la industria siderúrgica pueda Integrar plenamente el hidrógeno en sus procesos:

• Infraestructura: la infraestructura para la producción, almacenamiento y distribución de hidrógeno aún necesita desarrollo significativo. Hay necesidad de mayor disponibilidad de H2 para realizar ensayos de mayor duración.
• Costes: a pesar de su reducción, los costos de producción del hidrógeno verde siguen siendo elevados en comparación con los combustibles fósiles.
• Investigación continua: es necesario continuar investigando para optimizar los procesos y mejorar la eficiencia del uso del hidrógeno:

o Análisis y desarrollo de más materiales refractarios y metalúrgicos para profundizar conocimiento.

o Avanzar en estudio del uso de hidrógeno y oxicombustión para el diseño de los equipos y el efecto en materiales.

o Importancia de estudiar el efecto del DRI verde en la fusión.

o Escalado y desarrollo de prototipos:

- Precalentador de cucharas: validación experimental en demostrador industrial.

- Precalentador de artesas: desarrollo tecnología de quemadores.

- Horno de recalentamiento: estudiar el efecto del uso de hidrógeno en el descascarillado.

- Horno de arco eléctrico: construcción de un prototipo a escala.

- Oxicorte: realizar cortes en caliente y secciones completas de tamaño industrial.

El proyecto H-ACERO representa un gran avance en la descarbonización de la industria siderúrgica. Con su enfoque en la innovación y la sostenibilidad, se erige como un referente para otras industrias con altas emisiones de carbono. La transición al uso del hidrógeno no solo responde a una necesidad ambiental urgente, sino que también abre nuevas oportunidades económicas y tecnológicas para el futuro. El exitoso cierre del proyecto H-ACERO marca el inicio de una nueva era en la producción de acero. En nuestra lucha continua contra el cambio climático, iniciativas como H-ACERO serán esenciales para forjar un futuro más verde y sostenible. En resumen, el proyecto H-ACERO ha demostrado que el hidrógeno puede ser la clave para una siderurgia más limpia. Los avances logrados hasta ahora son prometedores, pero debemos seguir superando los desafíos restantes y seguir innovando. La industria siderúrgica está en el umbral de un cambio histórico, y el hidrógeno podría ser el motor que impulse esta revolución verde.

Más información en el video del proyecto y la página web.