Een proefproject rond CO₂-opvang door ArcelorMittal, Mitsubishi Heavy Industries (MHI), BHP en Mitsubishi Development (MDP) heeft met succes koolstofdioxide (CO₂) opgevangen uit hoogovengas met behulp van MHI’s Advanced KM CDR Process™ op de geïntegreerde staalsite van ArcelorMittal in Gent. Daarmee werd de eerste fase van dit project succesvol afgerond.

Dit pilotproject behaalde CO₂-opvangpercentages van meer dan 90% en leverde operationele en technische gegevens op die gebruikt kunnen worden om de haalbaarheid van een toekomstige toepassing op industriële schaal bij de Gentse hoogoven te beoordelen.

De analyses op basis van de proefresultaten tonen aan dat toepassing van deze technologie op volledige schaal op het hoogovengas vóór verbranding de CO₂-intensiteit van de Gentse site tot 24% zou kunnen verminderen¹. Als de technologie ook op meerdere emissiepunten binnen de staalproductie wordt toegepast, kan dit bijdragen aan verdere vooruitgang richting een bijna-nuluitstootintensiteit².

De volgende fase van het project (fase 2) heeft als doel de toepassing van CO₂-opvang uit te breiden naar meerdere emissiebronnen binnen het staalproductieproces. Daarbij zal de technologie onder meer worden getest op de gassen van de opwarmoven van de warmwalserij.
Deze opwarmoven van de warmwalserij werkt op gas en verwarmt dikke stalen plakken tot de vereiste temperatuur om ze nadien verder uit te walsen tot dunne staalplaten.

Fase 1: Overzicht van het afgeronde proefproject voor CO₂-opvang uit hoogovengas

In de eerste fase lag de focus op het opvangen van CO₂ uit een deel van het hoogovengas. Deze fase omvatte meer dan 4.500 uur operationele testen.

Het proefproject bevestigde de technische haalbaarheid van MHI’s koolstofopvangtechnologie binnen de staalindustrie in vestigingen zoals ArcelorMittal in Gent. Dit is een bijzonder uitdagende industriële omgeving, aangezien het niet-verbrande procesgas, het zogenaamde restgas, stof, zwavelhoudende verbindingen en andere verontreinigingen bevat. Het succes van dit proefproject vergroot het vertrouwen in een bredere toepassing van deze technologie binnen de sector.

Hoogovengas bevat aanzienlijke hoeveelheden CO₂ en CO (koolstofmonoxide). In deze fase werd enkel de CO₂ opgevangen.

In een geïntegreerd staalbedrijf kan de resterende koolstofinhoud, in de vorm van koolstofmonoxide, elders op de site ingezet worden voor de productie van elektriciteit en warmte. Bij die verbranding komt opnieuw CO₂ vrij.

Fase 2: Uitbreiding van de testen naar de opwarmoven van de warmwalserij

Volgens de geplande gefaseerde aanpak van het proefproject wordt nu ook een bijkomende emissiebron op de geïntegreerde staalsite onderzocht voor toepassing van CO₂-opvang.

Voortbouwend op de resultaten van fase 1 zal in fase 2 CO₂ worden opgevangen uit de gassen die ontstaan in de opwarmoven van de warmwalserij (naverbranding).

Deze oven gebruikt een mengsel van restgassen van het staalproductieproces als brandstof, waaronder cokesovengas, hoogovengas en convertorgas. Samen met aardgas vormt dit een belangrijk opvangpunt voor CO₂ binnen de geïntegreerde staalproductie.

Fase 2 van het proefproject zal nagaan hoe de technologie van MHI presteert onder een andere, meer dynamische samenstelling van rookgassen. De resultaten zullen bijkomende inzichten opleveren over de integratie van CO₂-opvang in verschillende punten en processen in een geïntegreerd staalbedrijf.

Door CO₂-opvang te combineren over meerdere processen binnen de staalproductie kan gewerkt worden aan verdere vooruitgang richting een bijna-nuluitstootintensiteit voor de hoogoven. De resultaten zullen worden gebruikt voor geactualiseerde technische studies en evaluaties van toekomstige toepassingen op industriële schaal.

Voortbouwend op de samenwerking uit de eerste fase van het proefproject, faciliteert ArcelorMittal de verdere testen op de site in Gent. MHI levert zijn gepatenteerde Advanced KM CDR Process™ en staat in voor de engineering en technische evaluatie van het CO₂-opvangproces. BHP en MDP, belangrijke leveranciers van hoogwaardige grondstoffen voor de Europese staalactiviteiten van ArcelorMittal, financieren mee het proefproject.

Frederik Van De Velde, CEO ArcelorMittal Belgium: “Samen met onze partners wilden we beter begrijpen hoe technologie voor CO₂-opvang kan worden geïntegreerd in bestaande staalbedrijven. Daarom ben ik bijzonder tevreden met het succesvolle resultaat van deze eerste fase van dit belangrijke proefproject bij ArcelorMittal in Gent. Het opschalen van de technologieën die nodig zijn voor onze decarbonisatie is een cruciale volgende stap. Het proefproject met hoogovengas heeft ons hierover waardevolle inzichten opgeleverd. Mijn dank gaat uit naar onze partners en alle medewerkers van ArcelorMittal die hebben bijgedragen aan het succes van deze fase. Ik kijk ernaar uit om de eerste resultaten te zien van de toepassing van CO₂-opvang in de opwarmoven van de warmwalserij.”

Tatsuto Nagayasu, Senior Vice President & Head of CCUS, MHI: “Meer dan 4.500 uur operationele werking en CO₂-opvangpercentages van meer dan 90% uit hoogovengas, vormen een belangrijke mijlpaal voor de toepassing van MHI’s technologie in de staalindustrie. Het proefproject heeft aangetoond dat het Advanced KM CDR Process™ kan functioneren onder uitdagende omstandigheden, met aanwezigheid van stof, zwavelhoudende verbindingen en andere onzuiverheden. Tegelijk werden waardevolle gegevens verzameld voor de evaluatie van toekomstige commerciële toepassingen. De volgende fase in de warmwalserij zal ons inzicht verder vergroten in hoe CO₂-opvang kan worden geïntegreerd over meerdere emissiebronnen binnen een operationele staalsite. Dit project toont aan hoe de bewezen expertise van MHI kan bijdragen aan een van de grootste uitdagingen op het vlak van industriële decarbonisatie.”

Dr Ben Ellis, Vice President Marketing Sustainability, BHP: “De resultaten van dit proefproject zijn veelbelovend en tonen aan welk potentieel de hoogoven en de geïntegreerde staalproductieroute hebben om emissies te verminderen. Dankzij deze samenwerking hebben we de piste getest die op korte termijn kan bijdragen aan betekenisvolle emissiereducties en die op langere termijn een mogelijke hefboom vormt voor staalproductie via hoogovens met nagenoeg nul emissies.
Aangezien vandaag ongeveer 70% van de wereldwijde staalproductie afkomstig is van staalproductie via hoogovens, en verwacht wordt dat deze productieroute nog decennialang een belangrijke rol zal spelen, is het essentieel dat we de emissies van het hoogovenproces verder terugdringen terwijl we tegelijk alternatieve productieroutes voor staal ontwikkelen.”

Tadashi Mizuno, Managing Director & CEO, MDP: “De positieve resultaten van fase 1 versterken ons vertrouwen dat CO₂-opvang op hoogovengas een haalbare oplossing kan zijn om de uitstoot van de staalsector te verlagen. Verbeteringen in energie-efficiëntie en het gebruik van hoogwaardige grondstoffen zullen ook in de komende jaren belangrijk blijven. Tegelijk hebben technologieën zoals CO₂-opvang het potentieel om een belangrijke bijdrage te leveren aan de verdere decarbonisatie van de staalindustrie op lange termijn.”

Bron: ArcelorMittal