Rautaruukin ostanut SSAB aikoo mullistaa vuosituhantisen tavan tuottaa terästä – Jättimäiset hiilipäästöt jopa nollaan

Ruotsissa alkanut suurhanke pyrkii kokonaan eroon terästeollisuuden hiilidioksidipäästöistä vuoteen 2045 mennessä.

Rauta ja teräs
SSAB:n Raahen tehtaan kaksi masuunia kuvattuna maasuunien hiili-injektiolaitoksen katolta
SSAB:n Raahen tehtaan masuunit.Timo Sipola / Yle

Rautaruukin ostanut ruotsalainen teräsyhtiö SSAB tavoittelee radikaalia muutosta perinteiseen raudan ja teräksen tuotantoon. Hankkeessa ovat mukana myös kaivosyhtiö LKAB ja energiayhtiö Vattenfall.

Yhtiöiden tähtäimessä on korvata raakaraudan tuotannossa käytettävä hiili vedyllä. Raakarauta on teräksen välituote.

Käytännössä muutos tarkoittaisi sitä, että nykyisin rautapellettien pelkistämiseen käytettävistä masuuneista luovuttaisiin ja tilalle kehitettäisiin vetyä hyödyntäviä uuneja.

Ainakin tuhat vuotta käytössä olleessa valmistustekniikassa hiilen roolina on raudan pelkistäminen, eli hapen poistaminen rautaoksideista. Masuunit hotkivat valtavat määrät jalostettua kivihiiltä, eli koksia, mikä tarkoittaa myös mittavia hiilidioksidipäästöjä tehtaiden piipuista.

Hybrit-nimellä kulkevassa hankkeessa yritykset kehittävät prosessia, jossa vety poistaisi hapen rautaoksideista hiilen sijaan. Tällöin laitoksen piipusta tupruaisi ilmakehään vesihöyryä.

Mikäli hanke onnistuu, kyseessä olisi merkittävä teknologinen mullistus, sillä raudan ja teräksen valmistus on yksi merkittävimmistä hiilidioksidipäästöjen lähteistä globaalisti.

Eurooppalaiset terästuottajat ovat investoineet vuosikaudet päästövähennyksiin, mutta siitä huolimatta pelkästään SSAB tuottaa edelleen noin kymmenen miljoonaa tonnia hiilidioksidia taivaalle vuodessa. Määrä vastaa kymmentä prosenttia Ruotsin ja 7,5:ää prosenttia Suomen hiilidioksidipäästöistä.

SSAB:n ympäristöjohtaja Harri Leppänen kertoo, että muutokseen ryhdytään, koska yhtiö tiedostaa olevansa osa ilmastonmuutosta kiihdyttävää päästöongelmaa. Hybrit-hankkeen myötä tavoitteena on muuttua osaksi ongelman ratkaisua.

– Ymmärrämme oman vastuumme hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä. Terästeollisuus on hiilivaltainen teollisuudenala, eli meillä on paljon mahdollisuuksia kehittää toimintaamme. Haluamme johtaa tätä kehitystä, Leppänen kertoo Ylelle.

SSAB:n mukaan masuunit tuottavat yhtiön päästöistä noin 90 prosenttia. Loput syntyvät pääosin lämmitysuuneista ja sisäisistä kuljetuksista.

Grafiikka raudan pelkistämisestä.
Nykyisessä raudan tuotannossa raudaoksideista poistetaan happi polttamalla masuuneissa hiiltä.Ilkka Kemppinen / Yle

Koelaitos Pohjois-Ruotsiin?

Leppäsen mukaan hiilen korvaaminen vedyllä raudan tuotannossa tunnetaan fysiikan ja kemian osalta. Edessä on kuitenkin vuosikymmenien työ, kun prosessi viedään laboratoriosta teollisen mittakaavan suurtehtaaksi.

Hanketta varten SSAB, LKAB ja Vattenfall ovat perustaneet yhteisyrityksen. Ruotsin energiavirasto on osaltaan rahoittanut tutkimustyötä.

Esiselvitystyö käynnistyi viime vuonna. Seuraava askel on pilottilaitos, jonka rakentamisen on määrä alkaa ensi vuonna. Leppäsen mukaan uudenlaista tuotantoprosessia aiotaan tutkia pilottilaitoksessa vuoteen 2024 saakka.

– Päätöstä sen sijoituspaikasta ei ole vielä tehty, mutta todennäköisesti se tulee sijoittumaan Pohjois-Ruotsiin. Yksi tekijä on se, missä on saatavilla puhdasta, hiilidioksidivapaata energiaa prosessin käyttöön, Leppänen kertoo.

Teollisen mittakaavan demolaitoksen on tarkoitus käynnistyä vuonna 2025, ja uuden tuotantoprosessin pitäisi olla valmis vuonna 2035.

SSAB pyrkii eroon kaikista fossiilisista päästöistä vuoteen 2045 mennessä. Tämä on sama vuosi, johon mennessä Ruotsi aikoo päästä eroon fossiilisista päästöistä.

Hanke koskee myös Suomea, sillä SSAB omistaa Raahessa entisen Rautaruukin terästehtaan. Leppäsen mukaan nyt on vielä liian aikaista arvioida, miten uuden tekniikan kehittäminen vaikuttaisi käytännössä Raahen tehtaaseen.

Grafiikka Raudan pelkistämisestä.
Jos rautaoksidista poistetaan happi vedyn avulla, sivutuotteena on vesihöyryä. Varsinainen tuote olisi rautasieni, joka sulatettaisiin valokaariuunissa jatkojalostusta varten. Ilkka Kemppinen / Yle

Professori pitää hanketta lupaavana

Aalto-yliopiston metallurgian professori Pekka Taskinen pitää ruotsalaisyritysten hanketta erittäin kiinnostavana. Hänen mukaansa vedyn käyttö raudan valmistuksessa ei ole uusi ajatus, sitä vain ei ole laajasti kokeiltu.

– Teräsyhtiöillä on miljardeja kiinni tuotantolaitteissa, eikä yhtiöillä ei ole niiden muuttamiseen riskiottohalua eikä kykyä, Taskinen sanoo.

Vedyn käyttö raudantuotantoon leikkaisi Taskisen mukaan valtavasti päästöjä, sillä rautaa valmistetaan kymmenen kertaa enemmän kuin muita metalleja yhteensä.

Hankkeen onnistumisen tiellä on vielä monta haastetta. Ensinnäkin nykyiset rautapelletit eivät soveltuisi uudentyyppiseen sulatusuuniin. Sen vuoksi kaivosyhtiö ja pellettivalmistaja LKAB on hankkeessa mukana.

Uudessa prosessissa tarvittaisiin myös valtava määrä vetyä, jonka tuotanto ja varastointi pitää ratkaista. Vetyä tuotettaisiin vedestä elektrolyysin avulla.

Vedyn tuotanto vaatii valtavia määriä sähköä. Jotta koko ideassa olisi järkeä, elektrolyysin vaatima sähkö täytyy tuottaa päästöttömästi.

Tämä tuskin on tulevina vuosikymmeninä ongelma, sillä Pohjois-Ruotsiin nousee mittavat määrät tuulivoimaa ja Suomeen uutta ydinvoimaa. Lisäksi vedyn tuotantoon voitaisiin käyttää olemassa olevaa vesivoimaa.

Lopputuote vastaisi ominaisuuksiltaan perinteisellä tavalla tuotettua terästä. Koska kyseessä olisi uusi teknologia, puhtaasti tuotettu teräs olisi kaiken järjen mukaan selvästi kalliimpaa kuin perinteinen.

Kävisikö siis puhtaasti tuotettu, mutta kallis teräs kaupaksi markkinoilla?

SSAB:n Leppäsen mukaan teknologian kypsyminen todennäköisesti laskee tuotantokustannuksia. Samalla hän muistuttaa, että hiilidioksidipäästöjen hinta luultavasti nousee tulevina vuosikymmeninä EU:n päästökaupassa.

– Mikä tulee olemaan 2030–2040 hiilidioksidipäästöjen hinta? Sitähän me emme tiedä. Mutta meidän mielestämme maailma muuttuu ja haluamme olla mukana viemässä muutosta eteenpäin.