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Automazione avanzata per una maggiore sostenibilità nella produzione di acciaio

ArcelorMittal ha scelto un nuovo approccio per la riduzione delle emissioni di carbonio. Nel suo percorso di sostenibilità collabora con Rockwell Automation per il controllo di processo, il motion e la visualizzazione

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Laura Rubini

Ogni settore svolge un ruolo importante nel contribuire alla riduzione del carbonio e alla sostenibilità ambientale. La firma dell’Accordo di Parigi nel 2015 ha contribuito a sottolineare questo impegno e stabilire un quadro chiaro per il raggiungimento dell’ambizioso obiettivo dello zero netto entro il 2050. Nell’industria pesante, come quella produzione dell’acciaio, l’obiettivo zero netto (net zero) di carbonio è particolarmente importante. Questo settore è responsabile per il 7-8 % delle emissioni globali di CO2, spesso sotto forma di inevitabili sottoprodotti derivati dai mezzi di produzione convenzionali.

Il produttore globale di acciaio ArcelorMittal, in collaborazione con l’azienda LanzaTech e lo specialista nell’ambito della digitalizzazione Rockwell Automation, ha compiuto significativi passi avanti nella creazione di standard industriali per la sostenibilità nel settore. Si è orientato all’economia circolare e al riciclo di prodotti derivati che risulterebbero altrimenti dannosi, convertendoli in nuove opportunità aziendali.

Affrontare problemi comuni di sostenibilità nella produzione di acciaio

Sarebbe un errore pensare che l’industria dell’acciaio non disponga della consapevolezza necessaria a capire l’importanza di un proprio ruolo da leader nell’affrontare la questione della sostenibilità. L’argomento è da tempo in cima all’agenda di molti team dirigenziali del settore. Nel caso di ArcelorMittal, è stata una priorità strategica per più di un decennio.

Questo produttore di acciaio svolge attività in 17 Paesi diversi e produce circa 71,5 milioni di tonnellate di acciaio ogni anno per diversi ambiti, ad esempio il settore della costruzione e dell’automotive.

Negli ultimi anni l’azienda ha cercato di migliorare gli standard in uno specifico segmento delle proprie attività, il carbone emesso dagli altiforni. In questi altiforni si utilizzano minerali di ferro e carbone sotto forma di sedimenti e coke. Il coke riduce il minerale in metallo a temperatura elevata che viene poi convertito in acciaio liquido nell’acciaieria. Durante la riduzione del minerale, si formano CO e CO2.

Automazione per una maggiore sostenibilità nella produzione di acciaio

Nell’ambito delle proprie operazioni a livello globale, l’azienda sta continuando ad esplorare nuovi metodi per migliorare la sostenibilità delle proprie attività. Lo fa sia direttamente, attraverso la riduzione del carbonio, sia indirettamente, attraverso una migliore efficienza della produzione.

Wim Van der Stricht, Cto di ArcelorMittal, è a capo di questa missione con responsabilità specifiche nel settore della Technology Strategy, della CO2 e dell’economia circolare. Da quando è diventato CTO nel 2013, Wim ha guidato la sostenibilità delle attività nell’acciaieria dell’azienda a Gent, in Belgio. L’obiettivo è stato ridurre le emissioni di carbonio nelle operazioni europee dell’azienda del 30% rispetto alle statistiche del 2018. “In tutto il tempo trascorso in azienda, la sostenibilità è sempre stata una priorità fondamentale. Il settore dei metalli è a un punto di svolta e desideriamo contribuire a stabilire degli standard di produzione dell’acciaio sostenibili dal punto di vista ambientale”, ha dichiarato Van der Stricht.

Verso la sostenibilità nella produzione di acciaio, reinventando il ruolo del carbonio nell’impianto

Per risolvere il problema della camera di combustione e contribuire a ridurre le emissioni nette di carbonio, Van der Stricht ha cercato ispirazione al di là della sua regione. Ha trovato un approccio interessante che è stato testato sul mercato Asia-Pacifico. LanzaTech, un’azienda di biocombustibili fondata in Nuova Zelanda che collabora da molto tempo con ArcelorMittal, aveva sviluppato una biomassa microbica. Negli studi clinici, aveva dimostrato di poterla trasformare il carbonio in bioetanolo. L’azienda stava collaborando nell’ambito delle operation di ArcelorMittal in Cina per provare che l’approccio poteva essere applicato alla produzione dell’acciaio, in modo da creare un prodotto a base di bioetanolo denominato “Acciaiolo”.

“Quello che mi ha sorpreso fin da subito dell’approccio di LanzaTech è stata l’ingegnosità. Sappiamo che il carbonio è un inevitabile derivato delle attività all’interno della camera di combustione, ma cosa succederebbe se il carbonio potesse trasformarsi in qualcosa che non ha lo stesso impatto dannoso?”, ha commentato Van der Stricht.

Dopo aver osservato l’efficacia del processo, Van der Stricht si è convinto che tale approccio potesse essere applicato alle attività aziendali nell’impianto di Gent. In collaborazione con il proprio team, ha progettato un sistema che potesse reinventare il ruolo del carbonio all’interno dell’impianto. Per la realizzazione del progetto il team si è affidato alle competenze di settore della propria rete di partner.

Automazione per una maggiore sostenibilità nella produzione di acciaio

Obiettivo: “Zero netto”

LanzaTech ha supportato la progettazione del meccanismo di cattura del carbonio, mentre Rockwell Automation ha fatto da consulente e ha fornito una piattaforma completa di automazione che include azionamenti, controllo di processo, reti e visualizzazione. Quindi, è stato creato un flusso per l’applicazione della biomassa alla camera di combustione prima dell’esecuzione del trattamento per produrre il prodotto a base di bioetanolo. “Abbiamo ottenuto un processo scalabile per la rimozione del carbonio da tutto il processo. I nostri test hanno mostrato che potrebbe essere realizzato su scala e con i fondamenti economici giusti per renderlo sostenibile come una pratica a lungo termine”, ha spiegato Van der Stricht.

Attualmente, in fase di montaggio, lo stabilimento riprogettato ha attratto un investimento di 165 milioni di euro. Dovrebbe avviare la produzione nel corso del 2022, con una capacità piena che potrebbe essere raggiunta entro il 2023. Si prevede che le attività produrranno, ogni anno, circa 80 milioni di litri di etanolo sostenibile senza emissioni nell’ambiente.

Una volta realizzato, il progetto spianerà la strada ad alcune entusiasmanti possibilità per ArcelorMittal. Il prodotto a base di etanolo è oggetto di una richiesta elevata essendo utilizzato in molteplici casi, inclusi i materiali plastici, i prodotti per la pulizia e la produzione di disinfettanti. ArcelorMittal potrà entrare in contatto e diventare un fornitore per questi settori e altri. Potrà creare una nuova linea aziendale che si autosostiene ed è potenzialmente redditizia.

I finanziamenti per il progetto sono stati ottenuti da diverse fonti, tra le quali il governo fiammingo e Horizon 2020, il Programma Quadro dell’Unione europea per la ricerca e l’innovazione con la sovvenzione n. 656437. Attualmente, ArcelorMittal pianifica di utilizzare il progetto e gli insegnamenti appresi nell’impianto di Gent per estendere tale pratica ad altri stabilimenti.

Automazione avanzata per una maggiore sostenibilità nella produzione di acciaio - Ultima modifica: 2022-02-16T12:00:53+01:00 da Laura Rubini
Automazione avanzata per una maggiore sostenibilità nella produzione di acciaio - Ultima modifica: 2022-02-16T12:00:53+01:00 da Laura Rubini