Principschema för ståltillverkning med kol till vänster och med väte till höger enligt projektet “HYBRIT”
HYBRIT står för HYdrogen BReakthrough Ironmaking Technology. Projektet genomförs i samarbete mellan SSAB, LKAB och Vattenfall, tre företag med betydande statligt ägande från svenska och finska staten. Via Energimyndigheten har projektet erhållit 528 miljoner kronor i statligt stöd.
Till vänster visas den konventionella processen med en masugn, som uppifrån matas med pellets av järnmalm och koks. Het luft, kol och syrgas trycks in nertill, så att tillräckligt hög temperatur erhålls för den kemiska reaktionen mellan malmens syre och kolet samt för att järnet skall smältas. Stora mängder koldioxid bildas som lämnar ugnen upptill.
Smältan blir mättad med kol till 4 – 6 %, vilket inte ger användbart stål. Den leds därför till en ugn för “färskning”, där syrgas sprutas in och så reducerar halten kol.
Till höger visas den tänkta processen för projektet Hybrit. Malmpellets matas in i en ugn likande masugnen, där vätgas reducerar malmens syre och bildar vattenånga. En pil indikerar att el används för att nå lämplig temperatur. Malmen omvandlas till järnsvamp, som saknar kol. Tydligen avser man att tillsätta kol i form av järnskrot i en separat smält-ugn. Men rimligen måste halten kol styras genom att även rent kol tillsätts. Denna halt är en av de viktigaste faktorerna för de många olika kvaliteter av stål som behövs.
Jag saknar ett viktigt steg i processen. Stål som innehåller väte blir sprött, d.v.s. oanvänd-bart. Smältans innehåll av väte måste bort. Hur skall det gå till ? ?
+ – + – + – +
Utan kol – inget stål!
Stål är världens mest använda material för hållbara konstruktioner, allt från broar och bilar till knappnålar. Det består mest av järn, blandat (legerat) med små mängder av kol och andra ämnen.
I järnmalm är järnet bundet till syre. Den centrala processen i framställningen av stål är därför att ta bort syret. Det sker i en sluten ugn (masugn) där pellets av malm blandas med koks, en ren form av kol, som förbränns av malmens syre vid hög temperatur.
Smältan från masugnen innehåller mycket kol. För att minska halten till lämplig nivå blåser man luft eller syrgas genom smältan, så att det mesta av kolet förbränns, en process som kallas ”färskning”.
Stålets egenskaper kan påverkas inom vida gränser med olika halter av kol och andra legeringsämnen. Därmed erhåller man ett brett sortiment av särskilda kvaliteter, ex.vis för formning utan uppvärmning (kallsmide) och för bearbetning med hammare under upp-hettning (varmsmide). Snabb avkylning (härdning) ger hårdhet och skärpa för eggverktyg.
Ståltillverkning är alltså oerhört mångskiftande med synnerligen höga krav på kunskap och know-how.
Masugnsprocessen skapar mycket koldioxid. Som en del av svensk klimatpolitik skall nu projektet ”Hybrit” minska dessa utsläpp. Med statligt utvecklingsstöd skall SSAB försöka ersätta kolet med väte i processen, så att utsläppen istället blir vattenånga.
Så får man råmaterialet ”järn”. Det är emellertid mjukt och olämpligt för de flesta produkter. För att bli ”stål” måste det förenas med kol som ger hårdhet och hållfasthet.
Utan kol blir det inget stål.
Vätgas är svår att hantera. Gasen har universums minsta molekyler. De läcker rätt igenom vanligt stål och många andra material. Vätgas är explosiv i luft. Därför måste alla behållare, ledningar, ventiler etc. samt ventilation av omgivande lokaler utföras enligt Sprängämnesinspektionens föreskrifter.
Den lilla molekylen tar lika stor plats som andra gasmolekyler, men är mycket lätt, 14 m³ väger lika mycket som 1 m³ luft. Den förvaras endera som gas vid tryck upp till 900 bar eller som vätska vid 253 minusgrader. I båda fallen krävs mycket speciella och dyra behållare.
Väte produceras genom elektrolys av vatten, vilket är mycket energikrävande. När väte brinner, d.v.s. det förenas med syre, frigörs stora mängder energi. Lika mycket energi går åt för att bryta upp den kemiska bindningen. Plus alla systemförluster vid elektrolysen. Därtill kommer energiförluster för lagring och transport till vätgasugnen.
Projektet förutsätter att överskottsel från vindkraftverk ”tas tillvara” med lågt pris för elen till elektrolysen. Det saknar ekonomisk realism. Elektrolysen med dess komplicerade hantering av väte är en tung investering. Detsamma gäller ugnen för vätgas. De kan inte stängas av när det inte blåser.
Som helhet är ståltillverkning en jättelik investering, som ständigt måste producera för att hållas lönsam. Pålitlig baskraft krävs för hela denna industri.
Redan med ögonmått inser man att hela projektet är ett utslag av den skrivbordsmässiga verklighetsflykt som kännetecknar svensk ”klimatpolitik”.
Tege Tornvall
Sture Åström
+ – + – + – +
Med ett förflutet i stålbranschen lämnar Mats Kälvemark på Klimatupplysningen en mer djupgående beskrivning. Efter bild 3 behandlar han just projektet Hybrit. Han menar att projektet kännetecknas av “hybris”, en synonym till “storhetsvansinne” enligt Wikipedia.
+ – + – + – +
by 
Det förekommer att opinionsträngda storföretag driver medvetna förlustprojekt för att lugna kritiker och vid sidan av kunna fortsätta utveckla mer lovande och realistiska projekt. Det kan bli ännu dyrare att kämpa emot.
Lönsamheten behöver man inte räkna på. Utan beräkningar ser man att den ligger långt, långt utanför måltavlan.
Se den kommande posten om tyska „Handlungskonzept Stahl“.
Hybrit påminner om stålverk 80. Någon har glömt att räkna på lönsamheten.
Kjell Kratz
Hybrit’s egen broschyr säger 20-30 % dyrare råstål. Exakta siffran beror på koks- och elpriser samt pris på utsläppsrätter.
Om detta är gångbart beror på slutkundernas vilja att betala mera för en produkt som är gjord av stål som producerats med minimala koldioxidutsläpp. Ju fler som inser att koldioxid inte innebär någon fara, desto färre som är beredda att betala en prispremie.
Någonstans för ca 2 år sen?? fanns en beräkning på stålpriset – stål utan kol – då var priset 848% dyrare än traditionell tillverkning – om detta är sant vem är kunden???? Svenska staten (skattebetalarna)??
Detta projekt startades för att bli ett svenskt världsledande klimatprojekt för framtidens ståltillverkning utan koldioxid. För att producera den vätgas som behövs för att reducera syret i järnmalmen krävs mycket elenergi som beskrivs i artikeln. Världens största ståltillverkare Kina, Indien, USA, Ryssland, m.fl. använder fossila bränslen för att producera elenergi. De kommer sannolikt inte att byta ut en väl etablerad masugnsprocess mot en mycket mer komplicerad och kostsam HYBRIT process för att minska utsläppen av koldioxid. I den efterföljande processen i ljusbågsugnar för att göra stål från järnsvamp tillsammans med stålskrot krävs kol för att reducera syret i järnsvampen och för skummslag. De ljusbågsugnar som används har en elektrisk effekt > 200 MW, vilket kommer att ytterligare öka behovet av elektrisk effekt och elektisk energi och stabilitet i elnäten. HYBRIT projektet kommer att kosta tiotals miljarder kronor i investeringar innan projektet är färdigt för kommersiell drift och som de idag inblandade parterna SSAB, LKAB och Vattenfall sannolikt inte kommer att betala utan bidrag fån svenska skattebetalare med nedprioriteringar av välfärd, sjukvård och äldrevård som följd.
Tack Karl Erik!
Jag tänkte mer på hur mycket mervärde man ger bort om man säljer pelletsen. Dina 15% pekar på åtminstone 8ggr högre värde. Kollar vi på potentiell avkastning torde siffran vara än högre. Kanske inte 100 men väldigt stor.
Matz Hedman
Vet inte om det här svaret var exakt på din fråga. Vid ståltillverkning är kostnaden för pellets ungefär 15 % av totala kostnaden för färdigt stål. Gäller LKAB leverans till SSAB och med traditionell metod.
I värsta fall tänker sig ivrarna att vi exporterar järnpelletsen och gör förädlingen på annan plats. Undrar hur pelletspriset står sig i förhållande? Faktor 100?
Om man går vidare och investerar i “pilotanläggning” så handlar det visst om ca 15 miljarder kronor. Förhoppningen är visst att EU ska betala.
Man vill alltså investera 15+ miljarder för att tillverka ett stål som blir dyrare än världsmarknadspriset !? Vem är kunden ?
Som vanligt i “klimatkampen” så ställs inte kostnaden mot nåt annat. T.ex. äldrevård.
Idag verkar allt sunt förnuft ha försvunnit. Vi investerar enorma belopp i anläggningar som saknar pay-back (vindkraft, biodiesel/biobensin, Hybrit). Tror att alla med lite ekonomisk insikt inser att detta inte funkar i längden. Det som händer om man konsekvent felinvesterar är att man blir fattigare.