Hoe waterstof, vlamboogovens en energie een rol spelen in duurzame vuurvaste materialen

Vuurvaste materialen, zoals die tegenwoordig worden gebruikt, hebben vanuit het oogpunt van duurzaamheid nog niet hun volledige potentieel bereikt. Als we kijken naar het gebruik ervan in zeer energie-intensieve industrieën, zoals cement (waar de productie verantwoordelijk is voor bijna 7 procent van de wereldwijde CO₂-uitstoot) en staal (waar de productie verantwoordelijk is voor bijna 8 procent van de CO₂-uitstoot), is het nu tijd voor verandering.

Lees verder om te ontdekken hoe duurzaamheidstrends zoals groene waterstof, vlamboogovens (EAF) en energie-efficiëntie een rol spelen bij de productie van staal en cement.

De introductie van groene waterstoftechnologie in metallurgie- en cementproducten is al enige tijd aan de gang. Veel bedrijven over de hele wereld introduceren het als alternatief voor gas, steenkool en afval als een groenere benadering van hun productie. Deze omschakeling speelt een steeds belangrijkere rol, aangezien zowel de staal- als de cementindustrie samen ongeveer 15 procent van de wereldwijde koolstofemissies vertegenwoordigen.

Om deze omschakeling mogelijk te maken, moeten vuurvaste formuleringen volledig opnieuw worden ontworpen om bestand te zijn tegen hogere temperaturen en corrosie als gevolg van het gebruik van waterstof. Waar de branche nog steeds achterloopt, is het onderwerp prijs. Tegenwoordig kost waterstof ongeveer €4/kilo. Die prijs moet dalen tot €1/kilo om concurrerend en voordelig te zijn.

Maar als we succesvol zijn, zijn we minder afhankelijk van aardgasbronnen en kunnen we in plaats daarvan vertrouwen op energie die wordt opgewekt door windparken en zonnepanelen om waterstof te produceren. Deze aanpak om waterstof te produceren is duurzamer en een sleutel tot de wereldwijde netto-nul-emissiedoelstellingen.

Het ouderwetse hoogovenproces (BOF) wordt achter zich gelaten omdat nieuwe benaderingen met vlamboogovens (EAF) kunnen worden gebruikt met waterstof, waardoor uiteindelijk de emissies worden verminderd. EAF's hebben veel minder energie nodig en de energie die wordt opgewekt als onderdeel van hun activiteiten kan worden gerecycled en opnieuw worden gebruikt, wat een mooie rol speelt in het grotere geheel van de circulaire economie.

ArcelorMittal investeert bijvoorbeeld €1 miljard in Spanje om deze verandering door te voeren, waardoor ze op schema komen om een van de weinige grootschalige staalfabrieken te worden waar nul koolstofemissies in de wereld worden bereikt.

Als gevolg van EAF's, voor de productie is minder vuurvast product per ton staal nodig omdat de materialen van hogere kwaliteit zijn en daarom betere prestaties leveren als vergeleken met die gebruikt worden in traditionele BOF.

Na de zomerpiek van de energieprijzen in 2022, en met prognoses dat energie in 2023 gemiddeld 46 procent hoger zal zijn dan in de afgelopen jaren, moeten vuurvaste materialen prioriteit geven aan formuleringen voor energie-efficiëntie.

Energie-intensieve industrieën, zoals staal en cement, richten hun aandacht op isolatiematerialen vanwege de cruciale rol die ze ook kunnen spelen kostenbesparingen. Een trend die we elke dag zien, is het gebruik van moderne oplossingen, zoals ultralicht gietbaar materiaal om energie te verminderen en de warmteafvoer van de ovens tegen te gaan.

Daarnaast is het essentieel voor energie-efficiëntie om de prestaties en duurzaamheid van producten te verbeteren, zodat ze langer meegaan. Dit verlengt niet alleen de levensduur van het vuurvaste materiaal, maar vermindert ook het aantal onderhoudsstops, wat uiteindelijk tijd, middelen en energie bespaart omdat de productie niet hoeft te worden stopgezet.

Adrian Garcia is marktmanager bij IMCD Spanje en Business Development Manager voor industriële oplossingen. Als vuurvaste expert heeft hij meer dan 8 jaar met klanten in Spanje en in heel Europa gewerkt om innovatieve formuleringen te ontwikkelen die tijd, geld en middelen besparen.