På Minnesotas jernutvalg utforsker produsenter hydrogendrivstoff for å redusere utslipp

Publisert av Platon

Følgere: 0

Følgende historie ble produsert av Energy News Network i samarbeid med KAXE/KBXE, en uavhengig, ideell samfunnsradiostasjon i det nordlige Minnesota.

Lederen for et regionalt hydrogenpartnerskap utforsker å bruke den nye drivstoffkilden for å gjøre Minnesotas Iron Range til en leder innen produksjon av grønt stål.

"Ja, det har absolutt et stort potensial," sa Tom Erickson, president og administrerende direktør for Heartland Hydrogen Hub, ett av syv regionale prosjekter nylig finansiert av det amerikanske energidepartementet for å kickstarte produksjonen av hydrogendrivstoff. "Den første åpenbare bruken av hydrogen innen taconitt (gruve) industrien er bare å produsere elektrisitet."

Den amerikanske regjeringen investerer milliarder for å utvikle regionale hydrogenproduksjonsknutepunkter, ment å stimulere infrastrukturen som trengs for å øke tilbudet og redusere kostnadene nok til å gjøre det kommersielt levedyktig.

Hydrogen avgir bare vanndamp og varm luft når det brennes, men det produseres vanligvis av naturgass i en prosess som skaper høye klimagassutslipp. De Heartland Hydrogen Hub vil bruke fornybar energi og kjernekraft for å prøve å redusere klimabelastningen, samt prislappen.

Det første fokuset vil være på å levere hydrogen til ammoniakkgjødsel, men Erickson sa at den samme produksjonen også kan erstatte mer karbonintensive drivstoff som brukes til å varme og drive takonittgruvedrift på Iron Range.

"Denne industrien bruker mye naturgass til varme- og termiske systemer, for å produsere pellets," sa Erickson. "Du må designe (systemene) ganske annerledes, men du kan absolutt legge til litt hydrogenkraft til det og redusere utslippene fra det synspunktet."

Manipulere molekyler

Det mest tallrike grunnstoffet i universet, hydrogen har historisk sett vært vanskelig å utnytte til energi. Hindenburg-katastrofen i 1937 er et beryktet eksempel som viser hydrogens eksplosive egenskaper.

"Du kan ikke mine det. Du kan ikke stikke et rør i bakken, og deretter bringe hydrogen opp. Du må produsere det fra noe annet. Det er det minste molekylet, det vanskeligste å fange," forklarte Erickson. "Det er den vanskeligste å flytte rundt når du har produsert den, så vi har noen ting vi må komme over og komme bak å komme opp med nye innovative ideer for å virkelig redusere kostnadene."

Mest kommersielt hydrogen produseres i dag ved å separere hydrogenatomene fra metan under høy varme og trykk, med mange industrianlegg som bruker naturgass som metankilde. Denne metoden produserer hydrogen, karbonmonoksid og en relativt liten mengde karbondioksid.

Det viser seg at Minnesota er svært konkurransedyktig for å lage grønt jern og stål, utover andre stater i landet.

Elektrolyse deler hydrogen fra vann ved hjelp av en elektrisk strøm. Denne metoden skaper ikke andre biprodukter eller utslipp enn oksygen og hydrogen. Det er hovedfokus for Department of Energys investering i hydrogenenergi.

Heartland Hydrogen Hubs prosjekter forventes å redusere karbonutslippene med omtrent 1 million tonn per år, tilsvarende 220,000 XNUMX bensindrevne biler.

Erickson - som også er direktør for utforskende forskning ved University of North Dakota - sa at infrastruktur for bruk av hydrogen i større skala er i fremtiden.

"Shipping - enten det er tog eller om det er skip som flytter store mengder olje rundt - de er enda større mål," sa han. "Kanskje til og med litt enklere mål for bruk av hydrogendrivstoff."

Erickson, hvis bestefar og en rekke andre slektninger jobbet i taconittgruvene på Iron Range, sa at teknologi for å produsere takonittpellets av høyere kvalitet har blitt studert i Keewatin, hvor U.S. Steel planlegger å investere 150 millioner dollar i et nytt takonittanlegg av høyere kvalitet.

"Folk på Range har sett på (takonittpellets av høyere kvalitet) produsert fra naturgass, fra kullgasser og selvfølgelig fra hydrogen," sa Erickson.

Heartland Hydrogen Hub er for tiden i konseptutviklingsfasen, og Erickson sa at han er spent på den avanserte teknologien innen energi for fremtiden.

"Det jeg er mest begeistret for er å begynne å se større produksjon av hydrogen," sa han. "Når vi begynner å produsere det, kan vi begynne å finne andre måter å utnytte de tingene som er til fordel for samfunnet, forskjellige måter vi kan manipulere molekylet på .... å gi ren, pålitelig og bærekraftig energi."

Følelsen av varmen

Stål lages med mye varme, og kulldrevne masovner brukes fortsatt for 57 prosent av den globale stålproduksjonskapasiteten. Det er en nedgang fra året før, da 67 prosent av verdens stålkapasitet ble laget ved hjelp av masovner — markerer et skifte mot elektrisk lysbueovnsteknologi over hele verden.

Iron Range forsyninger tre fjerdedeler av landets jernmalm, som stål er laget av. Stålprodusenter som U.S. Steel og Cleveland-Cliffs, som eier gruvedriften på Iron Range, ser et økende press fra myndigheter, investorer og kunder for å redusere sine klimautslipp. Det er ikke bare potensialet for fremtidige miljøreguleringer. Flere selskaper er villige til å betale en premie for stål som kommer med et mindre karbonavtrykk.

Å kutte utslipp fra gruvedrift og annen tungindustri forventes å være en større utfordring enn å rydde opp i biler eller kraftverk. Det er på grunn av behovet for å drive massive ovner og annet utstyr som elektriske alternativer ikke er allment tilgjengelige for.

Disse faktorene får mange produsenter til å utforske potensialet til hydrogendrivstoff. Cleveland-Cliffs, som eier og driver Hibbing Taconite, har allerede forpliktet til å finansiere et hydrogenkraftprosjekt ved Toledo-anlegget. Uten noen modifikasjon av anlegget sier selskapet at det kan erstatte opptil 30 prosent av naturgassforbruket med hydrogen. Og med utstyrsoppgraderinger og andre investeringer kan dette tallet stige til 70 prosent, og utgjøre 1 million tonn klimagasser hvert år.

Cleveland-Cliffs er også en del av et føderalt finansiert hydrogenknutepunkt basert i det nordlige Indiana. I oktober ble selskapet anerkjent av det amerikanske energidepartementet for å kutte sine klimagassutslipp med mer enn en tredjedel.

Selskapet svarte ikke på forespørsler om kommentarer om hva deres utslippskutt innsats kan bety for nordlige Minnesota, men forsker Rolf Weberg sa at statens gruveindustri er godt posisjonert for å bruke hydrogendrivstoff.

"Det viser seg at Minnesota er langt svært konkurransedyktig for å lage grønt jern og stål, utover andre stater i landet," sa Weberg, administrerende direktør ved University of Minnesota-Duluths Natural Resource Research Institute. «Vi har i hovedsak alle ressursene, inkludert infrastruktur for fremtidig energi og tilgang til vann. Alle tingene du trenger for en hydrogenbasert tilnærming til å tilberede grønt jern og stål."

Samtaler rundt fremtiden til hydrogenenergi har bare så vidt begynt.

"Minnesota-industrien har investert for å forberede seg på dette," sa Weberg. "Det er en spennende mulighet for Minnesota å omfavne, og samtalen er akkurat startet. Dette er en mulighet til å virkelig lede satsingen i dette området, og også gjøre det sammen med grønt hydrogen og grønt stål.»