On Minnesota's Iron Range, Producers Explore Hydrogen Fuel To Reduce Emissions

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Următoarea poveste a fost produsă de Energy News Network în colaborare cu KAXE/KBXE, un post de radio comunitar independent, nonprofit din nordul Minnesota.

Liderul unui parteneriat regional pentru hidrogen explorează utilizarea sursei emergente de combustibil pentru a face din Minnesota’s Iron Range un lider în producția de oțel verde.

„Da, cu siguranță are un potențial mare”, a spus Tom Erickson, președinte și director de operațiuni al Heartland Hydrogen Hub, unul dintre cele șapte proiecte regionale finanțat recent de Departamentul de Energie al SUA pentru a demara producția de combustibil cu hidrogen. „Prima utilizare evidentă a hidrogenului în industria taconite (minieră) este doar pentru a produce electricitate.”

Guvernul SUA investește miliarde pentru a dezvolta centre regionale de producție de hidrogen, menite să stimuleze infrastructura necesară pentru a crește oferta și a reduce costurile suficient pentru a o face viabilă din punct de vedere comercial.

Hidrogenul emite doar vapori de apă și aer cald atunci când este ars, dar este produs de obicei din gaze naturale într-un proces care creează emisii mari de gaze cu efect de seră. The Centrul de hidrogen Heartland va folosi energie regenerabilă și energia nucleară pentru a încerca să reducă impactul asupra climei, precum și prețul.

Accentul inițial se va concentra pe furnizarea de hidrogen pentru îngrășământul cu amoniac, dar Erickson a spus că aceeași producție ar putea înlocui, de asemenea, mai mulți combustibili cu consum mare de carbon, utilizați pentru încălzirea și alimentarea operațiunilor miniere de taconite din Iron Range.

„Acea industrie folosește o mulțime de gaze naturale pentru încălzire și sisteme termice, pentru producerea peleților”, a spus Erickson. „Ar trebui să proiectați (sistemele) destul de diferit, dar cu siguranță ați putea adăuga puțină putere de hidrogen și să reduceți emisiile din acest punct de vedere.”

Manipularea moleculelor

Cel mai abundent element din univers, hidrogenul a fost din istorie dificil de valorificat în energie. Dezastrul Hindenburg din 1937 este un exemplu infam care demonstrează calitățile explozive ale hidrogenului.

„Nu poți să-l mine. Nu poți să bagi o țeavă în pământ, apoi să aduci hidrogen. Trebuie să-l produci din altceva. Este cea mai mică moleculă, cea mai greu de prins”, a explicat Erickson. „Este cel mai greu de mutat după ce l-ai produs, așa că avem câteva lucruri pe care trebuie să le depășim și să ne îndepărtăm pentru a veni cu noi idei inovatoare pentru a reduce cu adevărat costurile.”

Majoritatea hidrogenului comercial este produs astăzi prin separarea atomilor de hidrogen de metan la căldură și presiune ridicată, multe instalații industriale folosind gaze naturale ca sursă de metan. Această metodă produce hidrogen, monoxid de carbon și o cantitate relativ mică de dioxid de carbon.

Se pare că Minnesota este foarte competitivă pentru producerea de fier și oțel ecologic, dincolo de alte state din țară.

Electroliza desparte hidrogenul din apă folosind un curent electric. Această metodă nu creează produse secundare sau emisii, altele decât oxigenul și hidrogenul. Este obiectivul principal al investiției Departamentului de Energie în energia hidrogenului.

Proiectele Heartland Hydrogen Hub sunt de așteptat să reducă emisiile de carbon cu aproximativ 1 milion de tone metrice pe an, echivalentul a 220,000 de mașini pe benzină.

Erickson – care este și directorul cercetării exploratorii la Universitatea din Dakota de Nord – a spus că infrastructura pentru utilizarea hidrogenului pe o scară mai largă este în viitor.

„Transportul maritim – fie că este vorba de trenuri, fie că este vorba de nave care deplasează cantități mari de petrol – sunt ținte și mai mari”, a spus el. „Poate chiar ținte puțin mai ușoare pentru aplicarea combustibilului cu hidrogen.”

Erickson, al cărui bunic și numeroase alte rude au lucrat în minele de taconit din Iron Range, a declarat că tehnologia de producere a peletelor de taconit de calitate superioară a fost studiată în Keewatin, unde U.S. Steel plănuiește să investească 150 de milioane de dolari într-o nouă fabrică de taconit de calitate superioară.

„Oamenii de pe Range s-au uitat la (pelete de taconit de calitate superioară) produse din gaz natural, din gaze derivate din cărbune și, desigur, din hidrogen”, a spus Erickson.

Heartland Hydrogen Hub se află în prezent în faza de dezvoltare a conceptului, iar Erickson a spus că este încântat de tehnologia avansată în domeniul energiei pentru viitor.

„Ceea ce sunt cel mai încântat este să încep să văd o producție la scară mai mare de hidrogen”, a spus el. „Odată ce începem să-l producem, putem începe să găsim alte modalități de a folosi lucrurile care avantajează societatea, diferite moduri prin care putem manipula molecula... pentru a oferi energie curată, fiabilă și durabilă.”

Simțind căldura

Oțelul este fabricat folosind multă căldură, iar furnalele alimentate cu cărbune sunt încă folosite pentru 57% din capacitatea globală de fabricare a oțelului. Aceasta este o scădere față de anul precedent, când 67% din capacitatea de oțel a lumii a fost realizată folosind furnalele - marcând o trecere către tehnologia cuptorului cu arc electric în întreaga lume.

Rechizitele Iron Range trei sferturi din minereul de fier al țării, din care este fabricat oțelul. Producătorii de oțel precum U.S. Steel și Cleveland-Cliffs, care dețin operațiunile miniere din Iron Range, văd o presiune tot mai mare din partea guvernelor, investitorilor și clienților pentru a-și reduce emisiile climatice. Nu este doar potențialul pentru viitoarele reglementări de mediu. Mai multe companii sunt dispuse să plătească o primă pentru oțelul care vine cu o amprentă de carbon mai mică.

Reducerea emisiilor din minerit și din alte industrii grele este de așteptat să fie o provocare mai mare decât curățarea mașinilor sau a centralelor electrice. Acest lucru se datorează nevoii de a alimenta cuptoare masive și alte echipamente pentru care alternativele electrice nu sunt disponibile pe scară largă.

Acești factori determină mulți producători să exploreze potențialul combustibilului cu hidrogen. Cleveland-Cliffs, care deține și operează Hibbing Taconite, are deja sa angajat să finanțeze un proiect de energie cu hidrogen la uzina sa din Toledo. Fără nicio modificare a fabricii, compania spune că ar putea înlocui până la 30% din consumul de gaze naturale cu hidrogen. Și cu modernizarea echipamentelor și alte investiții, acest număr ar putea crește la 70%, reprezentând 1 milion de tone metrice de gaze cu efect de seră în fiecare an.

Cleveland-Cliffs face, de asemenea, parte dintr-un hub de hidrogen finanțat federal, cu sediul în nordul Indianei. În octombrie, compania a fost recunoscută de Departamentul de Energie al SUA pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră cu mai mult de o treime.

Compania nu a răspuns solicitărilor de comentarii cu privire la ceea ce ar putea însemna eforturile sale de reducere a emisiilor pentru nordul Minnesota, dar cercetătorul Rolf Weberg a spus că industria minieră a statului este bine poziționată pentru a folosi combustibilul cu hidrogen.

„Se pare că Minnesota este de departe foarte competitivă pentru producerea de fier și oțel ecologic, dincolo de alte state din țară”, a spus Weberg, directorul executiv al Institutului de Cercetare a Resurselor Naturale de la Universitatea din Minnesota-Duluth. „Avem în esență toate resursele, inclusiv infrastructura pentru energia viitoare și accesul la apă. Toate lucrurile pe care trebuie să le aveți pentru o abordare bazată pe hidrogen pentru prepararea fierului și oțelului ecologic.”

Conversațiile despre viitorul energiei cu hidrogen sunt abia la început.

„Industria din Minnesota a investit pentru a se pregăti pentru asta”, a spus Weberg. „Este o oportunitate interesantă pentru Minnesota de a o îmbrățișa, iar conversația tocmai a început. Aceasta este o oportunitate de a conduce cu adevărat sarcina în acest domeniu și, de asemenea, să o facem în tandem cu hidrogenul verde și oțelul verde.”