La producción de hierro y acero es extremadamente intensiva en energía. Fuente: Shutterstock
La carrera hacia el cero neto se está acelerando. La semana pasada, el presidente estadounidense, Joe Biden, y el primer ministro australiano, Anthony Albanese, presentaron el llamado pacto climático intensificar la cooperación. El movimiento marca a Australia convirtiéndose en un líder mundial en el despliegue de energía renovable y suministros minerales críticos.
Los ricos yacimientos de mineral de hierro de Australia y la energía solar barata son otra forma en que podemos liderar el camino. Si ubicamos plantas de energía de hidrógeno verde cerca de plantas de acero verde, podemos alejar la industria siderúrgica altamente contaminante de los combustibles fósiles.
Nuestro nueva investigación muestra que la ubicación conjunta de plantas en lugares soleados y ricos en hierro, como Pilbara en Australia Occidental y la Península de Eyre en Australia Meridional, puede ayudar a superar el “problema del primer paso” para el hidrógeno verde: no se puede tener una industria de hidrógeno sin compradores y no puede haber compradores sin hidrógeno.
¿Cómo funcionaría? Se utilizaría energía solar barata para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. Este hidrógeno verde se canalizaría a una distancia corta hasta una fábrica de acero verde que utiliza hidrógeno y electricidad para producir hierro a partir del mineral, y luego a un horno de arco eléctrico para fundir acero.
Mientras luchamos por encontrar formas de descarbonizar el sector siderúrgico, que consume el 8 % de la energía mundial y produce el 7 % de todas las emisiones de carbono relacionadas con la energía, debemos buscar con urgencia tales oportunidades. Como beneficio adicional, la energía solar y eólica barata podría hacer que el hierro y el acero australianos sean más competitivos a nivel mundial.
¿Por qué Australia está tan bien situada?
Somos el mayor exportador mundial de mineral de hierro. Debajo de nuestra tierra roja se encuentra un estimado de 56 mil millones de toneladas de mineral de hierro a partir de 2021. Los ingresos por exportaciones alcanzaron los 133 000 millones de dólares australianos en 2021–22. También nos beneficiamos de la forma actual de producción de acero intensiva en carbono mediante la exportación de carbón metalúrgico por un valor de $ 72 mil millones.
A menudo se promueve el potencial de Australia como proveedor de hidrógeno verde. El presupuesto federal de este año ha asignado $2 mil millones para ayudar a que eso sea una realidad. Pero nuestra distancia del resto del mundo hace que los gasoductos sean demasiado caros y que el transporte de hidrógeno sea difícil.
Una solución es usarlo aquí. El hidrógeno verde podría permitir que una mayor producción de hierro y acero se traslade a tierra.
La fabricación limpia de acero traerá cambios importantes a nuestras exportaciones de mineral de hierro si otros países la asumen. Tradicionalmente, el 96% de nuestras exportaciones son el tipo de mineral más popular, la hematita. Pero esto actualmente no es adecuado para la producción de acero verde.
A su vez, el mineral de magnetita representa solo el 4% de las exportaciones, pero se puede utilizar para la producción ecológica de acero a base de hidrógeno.
Australia tiene enormes reservas de mineral de magnetita, que antes no tenía tanta demanda. Pero estos minerales se volverán valiosos bajo las condiciones económicas adecuadas.
Existe una fuerte correlación entre los centros de hidrógeno potenciales y las operaciones de mineral de hierro actuales y futuras.
Y si bien podemos resolver el problema del carbono en el acero reciclando mucho mejor este valioso material, aún necesitaremos acero nuevo para igualar alrededor de 50% la tasa de producción actual en 2050, debido a problemas para convertir la chatarra en acero reutilizable y eliminar las impurezas.
¿Dónde debemos colocar estas plantas?
Los principales centros de mineral de hierro de Pilbara y la península de Eyre ya cuentan con puertos, mano de obra y otras infraestructuras. Esto los convierte en una primera opción lógica para ubicar la energía solar, eólica e hidrógeno junto con la producción de hierro y acero.
Modelamos lo que sucedería si estas plantas extendieran la energía eólica y solar para producir hidrógeno, y descubrimos que el costo del acero verde podría caer significativamente a alrededor de $ 900 por tonelada para 2030 y $ 750 por tonelada para 2050.
Al exportar hierro y acero verde, Australia puede aumentar el valor comercial, reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero y vincular nuestras exportaciones a los esfuerzos globales de descarbonización. El acero se volverá aún más importante ya que es tan esencial para la producción de energía solar y eólica.
Nuestro modelado reciente descubrió beneficios clave en la combinación de centros de hidrógeno y futuras operaciones de mineral de hierro.
En primer lugar, evita el problema del transporte de hidrógeno, que, especialmente en forma líquida, puede ser costoso y consumir mucha energía en el transporte.
En segundo lugar, la ubicación conjunta de hidrógeno verde da un impulso inmediato a la industria. Actualmente, el hidrógeno verde se encuentra en las primeras etapas antes de que la mayor escala y el conocimiento reduzcan los costos.
Para competir con el carbón coquizable, el hidrógeno verde debe ser más barato. En parte, esto se deberá a la caída de los precios de las energías renovables, mejores electrolizadores para la producción de hidrógeno y los precios del carbono. Pero parte de eso será ubicar la producción de hidrógeno donde pueda usarse.
Elegir un sitio es lo más importante. Si bien el acceso a la infraestructura y el mineral barato son importantes, el costo del acero verde depende en gran medida del hidrógeno barato y las energías renovables baratas.
Los gobiernos estatal y federal de Australia apoyan el hidrógeno como la industria del futuro. La transición del papel a la realidad requerirá incentivos políticos, préstamos a bajo interés, financiación en I+D e inversión en infraestructura.
Las políticas para impulsar las energías renovables y desarrollar una economía del hidrógeno crearán un entorno más favorable para la producción de acero verde.
Si combinamos nuestra riqueza de energía solar, hidrógeno y mineral de hierro, podemos contribuir a la producción verde de acero en el mundo, así como crear las condiciones para una industria exportadora de hidrógeno verde.
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