Ferro

La energía ha estado en lo más alto de la agenda de los productores de ferrocromo -quizás más que nunca en los últimos años- y los precios de la electricidad se dispararon a finales de 2021 y en 2022 tras la restricción mundial del suministro.

Esto se agravó en la última parte de 2022 con el inicio de la crisis energética en Europa, lo que elevó los costos tanto para los productores de ferroaleaciones como de acero y, finalmente, hizo bajar los precios del ferrocromo, a medida que disminuyó la demanda de los usuarios finales.

También hubo varios cierres de hornos de ferrocromo como resultado del aumento de los costos de la energía, incluido el de Outokumpu, con sede en Finlandia, un productor de acero inoxidable y ferrocromo, aunque desde entonces ha reabierto su horno cerrado.

En la producción de acero inoxidable, que es un importante usuario de aleaciones, la mayoría de las emisiones de carbono son de Alcance 3, o emisiones indirectas, generadas por la compra de bienes y servicios, entre otras cosas, por lo que tiene sentido cuidar los detalles.

Y esa es la actitud adoptada por Outokumpu, según el director de sostenibilidad, excelencia y fiabilidad del grupo de la empresa, Juha Erkkilä.

“En términos generales, en la producción de acero inoxidable, más del 70% de las emisiones son del llamado Alcance 3, y la mayor parte proviene de elementos de aleación, ya sea níquel, silicio, cromo, cal o cualquier otro, fuera de su propia cartera de emisiones. ”, dijo Erkkilä a Fastmarkets.

"Si nos fijamos en la cartera de emisiones de Outokumpu en su conjunto, el uso de coque en nuestra producción de ferrocromo causa aproximadamente la mitad de las emisiones directas de CO2".

Para tener una visión más amplia, dijo que el año pasado alrededor del 94% de las materias primas que Outokumpu puso en su acería fue acero reciclado. Pero el pequeño porcentaje que quedó fue responsable de una parte sustancial de todas sus emisiones.

"Si se quiere alcanzar los objetivos climáticos, es necesario tener todos estos aspectos cubiertos", afirmó Erkkilä.

Para aquellos productores de acero inoxidable que compran ferrocromo de fuentes externas, existe, por supuesto, la posibilidad de elegir dónde comprar la aleación, pero en última instancia, esa elección está fuera del control del productor de acero inoxidable.

“Somos productores de acero inoxidable y también producimos nuestro propio ferrocromo. Esto es importante debido a todo el debate sobre la descarbonización y la carrera hacia el suministro de acero inoxidable -o acero en general, en realidad- con la menor huella de carbono posible”, afirmó Erkkilä.

“Para el acero inoxidable, el cromo juega un papel crucial porque es lo que lo hace inoxidable. Es necesario obtenerlo de algún lugar y es de suma importancia que la producción de ferrocromo tenga una huella de carbono baja”, afirmó.

Como productor integrado de ferrocromo y acero inoxidable, Outokumpu no es el único. Pero está aprovechando su posición para avanzar hacia la reducción de sus emisiones de carbono y el consumo general de energía en sus cadenas de valor.

“Tradicionalmente, si compras ferrocromo a otra persona, lo obtienes en estado sólido y tienes que ponerle mucha energía para fundirlo nuevamente. Pero también podemos utilizar ferrocromo en estado fundido en nuestras propias operaciones. Eso nos da una gran ventaja”, afirmó Erkkilä.

Dado que el uso de coque fósil en la producción de ferrocromo es responsable de aproximadamente la mitad de las emisiones directas de dióxido de carbono de la empresa, la necesidad de descarbonizar la producción de la aleación se vuelve demasiado evidente, añadió.

"Un elemento clave en nuestro camino hacia la descarbonización es que estamos descarbonizando la producción de ferrocromo".

Tal como están las cosas, Outokumpu está aprovechando la tecnología disponible, incluidas sus operaciones de ferrocromo, con miras a asegurarse de que sea lo más eficiente y con el menor desperdicio posible.

“La otra parte es que utilizamos la mejor tecnología disponible con hornos de arco sumergido cerrados. Como subproducto de esos procesos, creamos gas de monóxido de carbono de alta calidad que puede usarse como combustible en otros procesos dentro de la acería integrada y otros procesos in situ, como nuestros hornos de precalentamiento o nuestra planta de sinterización. ”, dijo Erkkilä.

“Podemos utilizar todo el gas que genera el propio proceso de producción, por lo que no se desperdicia nada. Este no es el caso en la producción de ferrocromo abierta o semiabierta”.

Más allá de esto, un área importante de atención dentro de la producción de ferrocromo en Outokumpu es el cambio del coque fósil tradicional como reductor hacia el uso de alternativas de base biológica.

"El cambio hacia los biorreductores es el más significativo [para nosotros]", afirmó Erkkilä. “Para otros productores de ferrocromo, ese no es necesariamente el caso. En muchos casos, la energía por sí sola tiene el mayor impacto de CO2 en este momento, pero una vez que la huella energética se reduce, el impacto de los reductores se convierte en la mayor fuente de emisiones de CO2.

“Hemos estado realizando un intenso trabajo de investigación y desarrollo en torno a los biorreductores. Nuestra filosofía ha sido que tomaríamos las corrientes secundarias de la industria forestal, es decir, el aserrín y la corteza, y otras corrientes que en su mayoría se incineran”, añadió Erkkilä.

Dijo que el objetivo era tomar ese flujo de bajo valor y convertirlo en biocoque, que tiene un contenido de carbono muy alto. Y luego aglomerarlo aún más en algo que pueda reemplazar la coque tradicional.

"El cambio del coque fósil a biorreductores significaría que el monóxido de carbono creado en los hornos de ferrocromo también sería biogás", afirmó Erkkilä.

Según el último informe financiero anual de Outokumpu, la compañía está solicitando 25 millones de euros (27 millones de dólares) en apoyo a la inversión para una planta de biocoque y biometano en sus operaciones en Tornio, Finlandia, con miras a reducir potencialmente las emisiones de dióxido de carbono. en más de 200.000 toneladas al año.

"También hemos identificado oportunidades para producir biometano junto con la producción de biocoque; ahora tenemos un estudio de inversión en curso donde tenemos evaluaciones de impacto ambiental y se está trabajando en la parte de permisos", dijo Erkkilä.

“Hemos solicitado alguna posible financiación para ese proyecto con el objetivo de construir nuestra primera instalación. Sería una instalación a gran escala que produciría biocoque y biometano, ubicada en Tornio [en Finlandia, donde se produce ferrocromo]”.

Con la inversión que ahora planea la compañía, el objetivo es tener una decisión dentro de este año, tras lo cual se necesitarían dos años para construir la instalación, por lo que, en 2025, podría estar operativa.

El biometano encajaría directamente en la producción de acero de la empresa, afirmó Erkkilä, y serviría como posible sustituto del gas natural licuado, que actualmente se utiliza en varios procesos de la empresa.

Outokumpu también está trabajando en la digitalización de sus procesos, que comenzaron en sus operaciones de Tornio hace unos dos años.

"Resultó muy exitoso en el sector del acero inoxidable, donde desarrollamos métodos para mejorar la forma en que se ejecutan los diferentes procesos", afirmó Erkkilä.

“Por ejemplo, [hemos utilizado herramientas digitales para observar] cuánto tiempo se debe mantener un arco en un horno de arco eléctrico y cómo frenar las diferentes fases en los hornos de recalentamiento para garantizar que funcionen de la manera más eficiente. Ahora hemos llevado estas herramientas digitales al ferrocromo”, añadió.

Esto ha producido beneficios en términos de eficiencia de materias primas, con qué utiliza la empresa, en qué cantidades y en qué condiciones. Y también cuánta energía se necesita para ejecutar el proceso, dijo.

“La base sobre la que estamos trabajando es muy buena, pero todavía se puede mejorar. Podría ser, por ejemplo, optimizar las temperaturas de precalentamiento de una manera que soporte mejor la mezcla de materias primas que sale, o la utilización de monóxido de carbono para minimizar la cantidad que se desperdiciaría”, añadió.

La empresa también realiza investigación y desarrollo constantes, dijo Erkkilä a Fastmarkets, y está realizando pruebas en sus hornos utilizando diferentes recetas para la producción de ferrocromo.

"Esto ya está en marcha y lo ha estado durante un par de años en varias etapas de nuestros procesos", añadió.

Outokumpu también opera la mina de mineral de cromo Kemi, 20 kilómetros al norte de sus operaciones en Tornio, y ha dicho que la operación será neutra en carbono para 2025.

“Esa es la 'Estrella del Norte' que nos guiará en nuestro viaje hacia la neutralidad de carbono: comenzamos donde comienza nuestra producción y es en la mina. Eso conduce a una menor huella de carbono para nuestro ferrocromo, no sólo para nuestro propio uso sino también para lo que vendemos.

"Para la mina, se trata de cambiar completamente a electricidad con bajas emisiones de carbono, electrificar algunas de las máquinas, cambiar a combustibles biológicos en algunas de las máquinas restantes e invertir en nuevos equipos que permitan la neutralidad de carbono".

En todas sus operaciones, incluida la de ferrocromo, Outokumpu se está centrando en mejorar su eficiencia energética general y, con eso en mente, anunció a finales del año pasado que invertiría específicamente en esta área durante 2023 y 2024.

En noviembre del año pasado, la compañía tomó la decisión de priorizar las inversiones para mejorar la eficiencia energética y luego confirmó que aumentaría el gasto de capital relacionado con esto en 40 millones de euros para 2023 y 2024.

Para finales de 2024, su objetivo es mejorar la eficiencia energética en toda la empresa en un 8% en comparación con el nivel del período de enero a septiembre de 2022. Según Outokumpu, esto representaría un ahorro energético de unos 600.000 MWh, equivalente al consumo anual de electricidad de 15.000 hogares.

"Estamos en el proceso de idear proyectos que reducirán aún más nuestro uso de energía, ya sea electricidad o gas", dijo Erkkilä.

Para muchos productores de ferrocromo a nivel mundial, la energía -y su procedencia- es el mayor contribuyente a las emisiones.

Por lo tanto, el acceso a electricidad con bajas emisiones de carbono, ya sea procedente de fuentes renovables como la eólica o la solar o de fuentes de combustibles no fósiles como la nuclear, se está convirtiendo en una consideración cada vez más importante en toda la cadena de valor.

Sigue habiendo cierto debate sobre la viabilidad de la energía nuclear a largo plazo, incluidas cuestiones sobre qué hacer con los reactores gastados, y en realidad no puede clasificarse como renovable dada su dependencia de materiales extraídos, pero el acceso a la energía nuclear ha sido, no obstante, valioso para Outokumpu. .

Las emisiones del ciclo de vida de la energía nuclear son mucho menores que las de los combustibles fósiles, por ejemplo, y sólo se requiere una pequeña cantidad de combustible para producir la misma cantidad de electricidad que las centrales eléctricas alimentadas con carbón o gas.

“Tenemos buen acceso a la energía nuclear y ese es el núcleo de nuestra combinación energética. La mayor parte de nuestra energía proviene de la energía nuclear”, afirmó Erkkilä.

La empresa también ha invertido en energías renovables y firmó un acuerdo de suministro de energía eólica renovable a 10 años con el productor de electricidad suizo Alpiq en febrero de 2022, cuyas entregas comenzarán en enero de 2023.

“En nuestro caso, ya tenemos un excelente acceso a electricidad con bajas emisiones de carbono [y] esa es una gran parte de nuestra combinación energética. Si hablamos de Outokumpu a nivel mundial, ya tenemos un 86% de electricidad sin emisiones de carbono”, dijo Erkkilä.

"Pero si la energía se produce con carbón, es natural que las emisiones de CO2 relacionadas con la energía sean sustancialmente mayores", añadió.

Por supuesto, ha habido desafíos en el camino, entre ellos el inicio de la crisis energética en Europa, causada por la invasión rusa de Ucrania y los aumentos extremos de los precios de la energía que siguieron.

"Creo que la crisis energética ha sido uno de los mayores desafíos [y tuvimos] que cerrar uno de nuestros hornos de ferrocromo desde septiembre hasta principios de este año", dijo Erkkilä.

“Como resultado, hemos estado optimizando la energía en nuestros hornos de ferrocromo, lo que significa que estamos produciendo cuando el precio de la energía es más beneficioso. Anunciamos en enero que reabriríamos el horno que se cerró antes de lo previsto, pero todavía estamos optimizando la energía [porque] los precios siguen fluctuando”.

Los procesos industriales de la empresa son más eficientes cuando funcionan de forma constante, afirmó Erkkilä, por lo que el aumento de paradas y arranques puede afectar la eficiencia.

También ha habido desafíos en los esfuerzos de Outokumpu por alejarse del coque fósil, dadas las diferentes características del biocoque.

“No diría específicamente que el producto final sería diferente, pero [es cierto] que lo más probable es que la sustitución del 100% [del coque fósil] en la producción de ferrocromo sea muy difícil de lograr. Existen restricciones relacionadas con el proceso”, dijo Erkkilä.

“El biocoque tiene características sustancialmente diferentes al coque fósil. Tiene ventajas: el contenido de azufre es sustancialmente menor, lo que significa menores emisiones de óxido de azufre. Pero también existen algunas restricciones relacionadas con las características mecánicas o las propiedades termoquímicas”.

Sin embargo, incluso con estas restricciones, Outokumpu sigue creyendo que se puede reemplazar un porcentaje sustancial del coque fósil.

“Aún estamos investigando cuál será esa proporción exacta, pero al menos lo entendemos bastante bien”, dijo Erkkilä.

E incluso con los desafíos que enfrenta la industria, el cambio hacia la descarbonización y una economía más verde es inexorable, lo que significa que deben ocurrir cambios.

"Si nos fijamos en la importancia del ferrocromo, el panorama general es que la industria del acero y las industrias que utilizan el acero como materia prima están avanzando hacia cero emisiones de carbono", dijo Erkkilä.

Añadió que esto era especialmente cierto en el acero inoxidable, "donde los elementos de aleación representan la mayor proporción de las emisiones y [creo] que es algo que se ha descuidado cuando se habla de huellas de carbono".