Stålproduksjon i dag
Hvordan produseres stål i dag? Hvor mye kommer fra skrap? Hvordan påvirker dette miljø og bærekraft?
I en artikkel fra OECD står det at stål er en viktig brikke for fremtidens klimaendringer. Globalt må karbonutslippene minimeres. Stålet vil spille en nøkkelrolle i disse endringene ved å redusere behovet for energi og å være et bærekraftig materialvalg. Det gledelige er at selv om stål i øyeblikket står for en relativt stor del av verdens utslipp av CO2 har stålprodusentene allerede nå løsningen på å redusere karbonintensiteten i stålproduksjonen.
Stålproduksjon
I dag benyttes det hovedsakelig to metoder for å produsere stål. Enten fra masovn og oksygenkonverter («blast furnace»/»BF» og «basic oxygen furnace»/»BOF») eller elektrisk lysbueovn («electric arc furnace»/»EAF»). Den vesentlige forskjellen på disse prosessene er at masovn og oksygenkonverteren benytter malm, kalk og kull (og litt skrap), mens elektrisk lysbueovn baserer seg i hovedsak på skrap og elektrisitet.
Den malmbaserte metoden står for omtrent 70 % av verdensproduksjonen. De resterende 30 % kommer fra skrapbasert produksjon (World Steel Association/WSA). I Europa er situasjonen noe bedre med 48% av produksjonen basert på skrap og 52% på malm (Eurofer). Du har kanskje hørt at ett tonn råstål gir 1,8 tonn CO2, det er ikke nødvendigvis slik for Europeisk stål, ettersom snittet i Europa er 1,4 tonn allerede i dag og det blir bedre år for år.
Vi ser at verdens behov for stål har økt enormt de siste 50 årene. Dette ser ikke ut til å stoppe opp og økningen har til nå blitt håndtert av masovnbasert produksjon. Årsaken til det økte behovet for stål kan i størst grad knyttes til den globale befolkningsveksten, som krever et større behov for infrastruktur, mobilitet, økt produksjon og mer internasjonal handel (POSCO).
I 2026 vil det bli kommersielt tilgjengelig stål fra hydrogenredusert jernmalm. Dette er en produksjonsform som ikke lager noe CO2 i det hele tatt så lenge hydrogenet er laget med grønn kraft. Det kan se ut som om at det er denne produksjonsformen som skal overta for masovn. Denne produksjonen vil også benytte lysbueovn til å lage stål, så tilgangen på fornybar elektrisk kraft kommer til å være ekstremt viktig for stålproduksjonen i tiden fremover. Det er også derfor vi ser at de første hydrogenbaserte stålverkene i verden kommer i Nord-Sverige hvor man har god tilgang på billig grønn elektrisk energi.
Bærekraft
Stål er et produkt som inngår i et kretsløp, og er derfor en viktig del av den sirkulære økonomien. Et viktig steg i kretsløpet er at skrapstålet kan gjenvinnes. Etter at stålet er smeltet kan det fremstå i en helt ny form og med nytt formål.
Det viktigste grunnstoffet i stål, er jern (Fe). I legerte varianter, som eksempelvis rustfritt stål, må man også i større grad benytte andre grunnstoffer, som nikkel (Ni) og molybden (Mo). I jordskorpen er jern verdens fjerde vanligste grunnstoff (SNL). Jernmalmreservene er store nok til å kunne fortsette produksjonen i uoverskuelig fremtid (Statista).
Stål er fullstendig resirkulerbart, og er verdens mest resirkulerte produkt (BIR og EPA). En avgjørende grunn til dette er et velfungerende internasjonalt marked for handel av skrapstål. Den viktigste faktoren er de skrapbaserte stålverkene, som benytter seg av store mengder. Hele dette kretsløpet har insentiver utover det økonomiske aspektet, og dette bidrar til at stålindustrien er bærekraftig.
Ettersom stål er ganske motstandsdyktig mot røff behandling så vil det i mange tilfeller også kunne brukes om igjen, dette gir selvsagt svært lave utslipp ettersom det bare er ned- og oppmontering og transport som spiller inn.
Produksjon av stål gir avfall som slagg, kjemikalier, oljer, metaller, støv og avgasser. Dette ble tidligere bare dumpet. I dag blir alle biproduktene fra stålproduksjonen stort sett 100 % utnyttet. For eksempel blir slagg brukt i veibygging og betongproduksjon, fra støvet blir verdifulle metaller utskilt og kan brukes eksempelvis i mobiltelefoner. Avgassene benyttes i dag til produksjon av strøm. Faktisk står strømproduksjonen fra avgassene i Europa alene for nok strøm til 15 millioner mennesker hvert år (Eurofer).
Miljø
I all hovedsak er karbondioksid stålindustriens bidrag til drivhusgassene. Stålindustrien står for omtrent 7 % av verdens totale CO2-utslipp (OECD og IEA). Produksjon av stål er veldig energikrevende, og hovedutfordringen for bransjen er å få utslipp fra produksjonen ned.
Det fremtidige kretsløpet, som består av mer skrapbasert produksjon, vil få betydelig innvirkning på den totale energibruken. En elektrisk lysbueovn i dag bruker i gjennomsnitt 60 % mindre energi og har 70 % mindre utslipp av karbondioksid enn malmbasert produksjon (OECD).
For å produsere ett tonn stål på 60-tallet trengte man i gjennomsnitt 50 GJ, i dag har dette tallet blitt redusert til 20 GJ (WSA). Dette er en betydelig reduksjon som kommer som følge av kontinuerlig nytenkning på hvordan utslippene kan reduseres. Arbeidet med å redusere energien som kreves har ikke stoppet opp, men snarere fått en større betydning og satsning fra alle store stålverk.
Sammenlignet med andre alternativer kommer stål godt ut. Stål har en rekke egenskaper som vanskelig lar seg erstatte av alternativer. I en analyse fra BCG og Steel Institute VDEh så man på bruk av stål mot andre alternativer, og hvilken betydning det ville hatt. Analysen viste at stål ikke bare var bedre enn alternativene, men at stålet i mange tilfeller var den eneste hensiktsmessige løsningen. Ved å bruke stål kunne man spare utslipp med mer enn det totale utslippet som kom fra stålproduksjonen i utgangspunktet. Vektreduksjon av kjøretøy pekte seg spesielt ut som den største positive effekten på utslippene.
Oppsummering
Stål er fortsatt verdens viktigste byggemateriale. Verden har i uoverskuelig fremtid nok av jernmalm. Stål er lett å resirkulere, og kan gjenbrukes i det uendelige. Stålproduksjon har vært, og er fortsatt, en meget stor årsak til CO2-utslippene i verden. Men hvis verden ønsker å løse utfordringen med CO2 og stål så har vi allerede i dag alle verktøy i verktøykassa. Det er kun snakk om at man velger det mest miljøvennlige alternativet til enhver tid så vil produksjonen dreie seg fra karbonintensiv over til lavkarbonintensiv. Når man vurderer stål må man ikke bare se på utslippene fra produksjon, men også ta i betraktning hele livssyklusen til stålet og ikke minst naturbelastningene ved stålproduksjon. Selv om gruver og stålverk dekker store landområder så er de enormt arealeffektive sammenlignet med for eksempel massivtre-produksjon.
Skal man nå klimamålene i tide er fremtidens samfunn i stor grad avhengig av stål, som både et bærekraftig produkt og som minsket utslippskilde. Stålindustrien har en vei å gå for å oppnå de globale målene. Heldigvis har bransjen lenge jobbet målrettet og er villige til å ta de nødvendige grep, nå med større engasjement og ambisjon.
