Novi način proizvodnje čelika smanjuje uvoz u SAD-u

SAD već stotinama godina proizvodi čelik od željezne rude na isti način, no ne proizvodi ga dovoljno. Danas su SAD najveći svjetski uvoznik čelika, oslanjajući se na druge zemlje u proizvodnji.

Sada tvrtka Hertha Metals, koju je osnovala izvršna direktorica Laureen Meroueh, bivša studentica MIT-a, razvija novi sustav proizvodnje čelika koji se pokreće prirodnim plinom i električnom energijom. Proces, koji može raditi i na vodik, koristi kontinuiranu elektrolučnu peć unutar koje se željezna ruda bilo koje vrste i formata reducira i cementira u rastaljeni čelik u jednom koraku.

Također eliminira potrebu za postrojenjima za koksiranje i sinteriranje, zajedno s drugim opasnim i skupim komponentama tradicionalnih sustava. Kao rezultat toga, tvrtka tvrdi da njihov proces koristi 30 posto manje energije i košta manje za rad nego konvencionalne čeličane u Americi.

„Prava glavna vijest je činjenica da u Sjedinjenim Državama možemo proizvesti čelik od željezne rude koji je cjenovno konkurentniji za 25 posto, a istovremeno smanjiti emisije“, kaže Meroueh. „Sjedinjene Države nisu bile konkurentne u proizvodnji čelika desetljećima. Sada mi to omogućujemo.“

Od kraja 2024. godine, Hertha upravlja pilot postrojenjem kapaciteta 1 tone dnevno u svom prvom proizvodnom pogonu izvan Houstona u Teksasu. Tvrtka to naziva najvećom svjetskom demonstracijom jednostupanjskog procesa proizvodnje čelika. Ove godine tvrtka će započeti izgradnju postrojenja koje će moći proizvoditi 10.000 tona čelika godišnje.

To postrojenje, za koje Hertha očekuje da će dosegnuti puni proizvodni kapacitet krajem 2027. godine, također će proizvoditi željezo visoke čistoće za industriju magneta.

Meroueh je magistrirala u laboratoriju Gang Chena, profesora energetike na MIT-u. Studirala je skladištenje toplinske energije i temeljnu fiziku prijenosa topline, a na kraju je osjetila i prve poduzetničke izazove kada je istraživala komercijalizaciju nekih od tih istraživanja.

Njezina tvrtka je dobila ime po Herthi Ayrton, fizičarki i izumiteljici iz 19. stoljeća koja je unaprijedila naše razumijevanje električnih lukova, koje tvrtka koristi u svojim pećima.

„Sjedinjene Države imaju ogromnu potrebu za proizvodnjom čelika od željezne rude, ne samo od otpadnog čelika, tako da se možemo prestati oslanjati na toliko uvoza“, objašnjava Meroueh. „U SAD-u imamo samo oko 11 operativnih visokih peći, tako da na kraju uvozimo oko 90 posto sirovog željeza potrebnog za domaće peći za otpadni čelik.“

Kako bi riješila problem, Meroueh je iskoristila gorivo koje Amerika ima u izobilju, prirodni plin. Herthin sustav koristi prirodni plin (proces također radi s vodikom) za redukciju željezne rude, dok se električna energija koristi za njezino taljenje u jednom koraku.

Kaže da najsličnija konkurentska tehnologija zahtijeva rijetku i skupu peletiranu, visokokvalitetnu željeznu rudu i više peći za proizvodnju tekućeg čelika. Merouehin proces koristi željeznu rudu bilo kojeg formata ili stupnja, proizvodeći rafinirani tekući čelik u jednoj peći, smanjujući i troškove i emisije.

„Mnoge reakcije koje su se prije odvijale sekvencijalno kroz konvencionalni proces proizvodnje čelika sada se odvijaju istovremeno, unutar jedne peći“, objašnjava Meroueh. „Talimo, reduciramo i cementiramo čelik do točne količine koja nam je potrebna. Ono što izlazi iz naše peći je rafinirani rastaljeni čelik. Možemo obraditi bilo koju vrstu i format željezne rude jer se sve događa u rastaljenoj fazi. Nije važno je li ruda ušla u obliku peleta ili grudica i finih čestica iz zemlje.“

Hertha planira brzo povećati proizvodnju željeza visoke čistoće kako bi do 2030. godine mogla zadovoljiti oko četvrtine ukupne projicirane potražnje za magnetima u SAD-u.

Nakon toga, tvrtka planira pokrenuti potpunu komercijalnu čeličanu u partnerstvu s proizvođačem čelika u Americi. Meroueh kaže da bi ta tvornica, koja će moći proizvoditi oko pola milijuna tona čelika svake godine, trebala biti operativna do 2030. godine.