Novas adaptações para altos-fornos poderiam reduzir as emissões da siderurgia em 90%

Pesquisadores da Universidade de Birmingham projetaram uma nova adaptação para fornos de ferro e aço existentes que poderia reduzir as emissões de dióxido de carbono (CO2) da indústria siderúrgica em quase 90%.

Num comunicado de imprensa, a universidade explicou que esta redução radical é alcançada através de um sistema de reciclagem de carbono em “circuito fechado”, que poderia substituir 90 por cento do coque normalmente utilizado nos actuais sistemas de fornos de oxigénio básicos de alto-forno e produz oxigénio como subproduto.

Idealizado pelo professor Yulong Ding e pela Dra. Harriet Kildahl, da Escola de Engenharia Química da Universidade de Birmingham, o sistema é detalhado num artigo publicado no Journal of Cleaner Production, que mostra que, se implementado apenas no Reino Unido, poderia proporcionar poupanças de custos de £1,28 mil milhões em 5 anos, reduzindo simultaneamente as emissões globais do Reino Unido em 2,9 por cento.

O professor Ding disse: “As propostas atuais para descarbonizar o setor siderúrgico dependem da eliminação progressiva das usinas existentes e da introdução de fornos elétricos a arco alimentados por eletricidade renovável. No entanto, a construção de uma instalação de forno eléctrico a arco pode custar mais de mil milhões de libras, o que torna esta mudança economicamente inviável no tempo que resta para cumprir o Acordo Climático de Paris. O sistema que propomos pode ser adaptado às centrais existentes, o que reduz o risco de ativos ociosos, e tanto a redução de CO2 como a poupança de custos são visíveis imediatamente.”

A maior parte do aço mundial é produzida em altos-fornos que produzem ferro a partir do minério de ferro e em fornos básicos de oxigênio que transformam esse ferro em aço.

O processo é inerentemente intensivo em carbono, utilizando coque metalúrgico produzido pela destilação destrutiva do carvão num forno de coque, que reage com o oxigénio na explosão de ar quente para produzir monóxido de carbono. Este reage com o minério de ferro na fornalha para produzir CO2. O gás de topo do forno contém principalmente nitrogênio, CO e CO2, que é queimado para elevar a temperatura do jato de ar até 1.200 a 1.350oC em um fogão quente antes de ser soprado para o forno, com o CO2 e o N2 (também contendo NOx) emitidos para o ambiente.

O novo sistema de reciclagem captura o CO2 do gás superior e o reduz a CO usando uma estrutura mineral cristalina conhecida como material “perovskita”. O material foi escolhido porque as reações ocorrem dentro de uma faixa de temperaturas (700-800oC) que pode ser alimentada por fontes de energia renováveis ​​e gerada por meio de trocadores de calor conectados aos altos-fornos.

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Sob uma alta concentração de CO2, a perovskita divide o CO2 em oxigênio, que é absorvido pela rede, e CO, que é realimentado no alto-forno. A perovskita pode ser regenerada à sua forma original em uma reação química que ocorre em um ambiente com baixo teor de oxigênio. O oxigênio produzido pode ser usado no forno básico de oxigênio para produzir aço.

A siderurgia é o maior emissor de CO2 de todos os setores industriais básicos, respondendo por 9% das emissões globais. De acordo com a Agência Internacional de Energias Renováveis ​​(IRENA), é necessário alcançar uma redução de 90% nas emissões até 2050 para limitar o aquecimento global a 1,5°C.