Zielona stal: rewolucja bez dymu i węgla
Dlaczego musimy zmienić sposób produkcji stali?
Stal jest fundamentem nowoczesnej cywilizacji. To z niej powstają wieżowce, mosty, samochody, koleje dużych prędkości czy turbiny wiatrowe. Bez niej trudno wyobrazić sobie rozwój przemysłu i infrastruktury. Jednak mało kto zdaje sobie sprawę, że hutnictwo to jeden z największych trucicieli planety.
Tradycyjna produkcja stali w wielkich piecach opiera się na spalaniu węgla koksującego, który redukuje rudę żelaza. Efekt? Od 1,9 do 2,2 ton CO₂ wyemitowanych na każdą tonę stali. W globalnym ujęciu oznacza to 7–9% wszystkich emisji gazów cieplarnianych. To więcej niż lotnictwo i żegluga razem wzięte (IDTechEx, 2024; Wang et al., 2023). W obliczu polityki klimatycznej, rosnących cen uprawnień do emisji i oczekiwań konsumentów, branża musi się zmienić.
Jak działa zielona stal?
„Zielona stal” to określenie dla stali wyprodukowanej przy minimalnym lub zerowym udziale paliw kopalnych. Kluczowe jest tu zastąpienie węgla innymi źródłami energii i reduktorami:
- Zielony wodór (H₂) – pełni rolę reduktora rudy żelaza zamiast tlenku węgla.
- Energia odnawialna – zasila piece łukowe elektryczne (EAF) oraz procesy elektrolizy.
W efekcie można praktycznie wyeliminować emisje CO₂, a w ich miejsce pojawia się… para wodna.
Technologia H-DRI (Hydrogen-Based Direct Reduction)
To obecnie najbliższe wdrożenia rozwiązanie. Ruda żelaza (Fe₂O₃ lub Fe₃O₄) poddawana jest redukcji wodorem w stanie gazowym, w wyniku czego powstaje gąbczaste żelazo (tzw. DRI), które następnie można przetopić w piecu elektrycznym.
Reakcja:
Fe₂O₃ + 3H₂ → 2Fe + 3H₂O
Efekt? Zamiast CO₂ – tylko para wodna. Jeśli wodór pochodzi z odnawialnych źródeł, emisje można zmniejszyć nawet o 95%.
„Hydrogen-based DRI can theoretically eliminate nearly all fossil CO₂ emissions in ironmaking, provided that green H₂ and renewable electricity are used”
— Cames et al., International Journal of Hydrogen Energy (2022)
Elektroliza rudy żelaza – podejście przyszłości
Jeszcze ambitniejszym rozwiązaniem jest elektroliza. Amerykańska firma Electra prowadzi testy procesu, w którym ruda żelaza rozpuszczana jest w kwasie, a następnie poddawana rozkładowi przy użyciu prądu elektrycznego. Proces zachodzi w temperaturze ok. 60°C, co pozwala korzystać nawet z ciepła odpadowego.
Zalety?
- brak emisji CO₂,
- możliwość wykorzystania tańszej, niskiej jakości rudy,
- kompaktowość instalacji – możliwa produkcja lokalna, np. przy recyklingu złomu.
Na razie jednak to technologia w fazie pilotażowej.
Przykłady wdrożeń w Europie
- Hybrit (Szwecja) – pionierski projekt SSAB, Vattenfall i LKAB. W 2021 r. dostarczył pierwszą stal „bez węgla” do Volvo.
- H2 Green Steel (Szwecja) – buduje hutę w Boden o planowanej produkcji 5 mln ton rocznie. Start w 2026 r.
- Hydnum Steel (Hiszpania) – planuje instalację H-DRI zasilaną energią wiatrową i słoneczną.
To dowód, że technologia przestaje być eksperymentem, a staje się realnym kierunkiem transformacji.
Bariery i wyzwania
Droga do masowej zielonej stali nie jest jednak prosta. Najważniejsze bariery to:
- Cena wodoru – obecnie zielony H₂ jest 3–5 razy droższy od szarego (z gazu ziemnego).
- Infrastruktura – brakuje sieci rurociągów, magazynów i stacji dystrybucji wodoru.
- Skalowalność – elektroliza rudy to wciąż pilotaż, a huty H-DRI wymagają inwestycji rzędu 2–4 mld euro.
- Polityka i regulacje – sukces zależy od subsydiów, ulg podatkowych i rosnących kosztów emisji (np. w UE przez system CBAM).
Jednocześnie analizy wskazują, że koszt zielonego wodoru może spaść nawet o 70% do 2030 r., co znacząco poprawi ekonomię całego procesu.
Perspektywy i znaczenie dla przemysłu
Transformacja hutnictwa to nie tylko kwestia środowiskowa. To także przewaga konkurencyjna. Firmy motoryzacyjne, producenci turbin czy infrastruktury coraz częściej wymagają niskoemisyjnych łańcuchów dostaw. Stal „zielona” może stać się nowym standardem, podobnie jak dziś certyfikowana energia odnawialna.
Jeżeli kraje europejskie, Japonia czy Korea Południowa utrzymają tempo inwestycji, do 2040 r. zielona stal może odpowiadać za znaczną część globalnej produkcji. To nie tylko rewolucja przemysłowa, ale także szansa na zmniejszenie emisji globalnych o kilka miliardów ton CO₂ rocznie.
Podsumowanie
Zielona stal to nie futurystyczna wizja, lecz realny kierunek transformacji hutnictwa. Już dziś działają pierwsze projekty przemysłowe, a kolejne kraje planują miliardowe inwestycje. Wyzwania są poważne – wysokie koszty, brak infrastruktury i potrzeba wsparcia politycznego – ale potencjał ogromny.
Jeśli uda się obniżyć koszty wodoru i przyspieszyć budowę nowych instalacji, stal bez dymu i węgla stanie się fundamentem przyszłej gospodarki neutralnej klimatycznie. To rewolucja, której nie da się zatrzymać.
Bibliografia
- Wang, H. et al. (2023). Clean Pathways for Ironmaking. Journal of Cleaner Production, Elsevier.
- Cames, M. et al. (2022). Hydrogen Use in Steelmaking, Int. Journal of Hydrogen Energy.
- Electra (2024). Technical White Paper, electrafuture.com
- Energy Transitions Commission (2024). Mission Possible Partnership Reports.
- IDTechEx (2024). Green Steel 2025–2035 Market Forecasts.
- Reuters, WSJ, ScienceBusiness,TechCrunch 2024–2025
To też może Cię zainteresować:
- Stal w budownictwie nieruchomościowym: istotny surowiec, realny koszt, strategiczne znaczenie
- Recykling stali w hutnictwie: jak odpady stają się nowym zasobem?
- Jak metale lekkie i kolorowe zmieniają przemysł?
Share this content:
2 komentarze