Title

OS DESAFIOS TÉCNICO E ECONÔMICOS DA IMPLANTAÇÃO DE PROJETOS DE REDUÇÃO DIRETA 100% A HIDROGÊNIO

THE TECHNICAL AND ECONOMIC CHALLENGES OF IMPLEMENTING 100% HYDROGEN DIRECT REDUCTION PROJECTS

Authorship

ALENCAR, JEAN PHILIPPE SANTOS GHERARDI DE

ALENCAR, JEAN PHILIPPE SANTOS GHERARDI DE

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DOI

10.5151/2594-357X-40511

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Abstract

A INDúSTRIA DO AçO, PRESSIONADA SOCIAL E GOVERNAMENTALMENTE, BUSCA REDUZIR EMISSõES DE GASES DE EFEITO ESTUFA. A ROTA DE PRODUçãO DE FERRO PRIMáRIA MAIS PROMISSORA DO PONTO DE VISTA AMBIENTAL é A REDUçãO DIRETA A PARTIR DE HIDROGêNIO (H-DR). CONTUDO, AINDA Há INCERTEZAS QUANTO à IMPLANTAçãO EM LARGA ESCALA DESSES PROJETOS. O CAPITAL NECESSáRIO PARA DESCOMISSIONAR ALTOS-FORNOS E IMPLANTAR REATORES DE REDUçãO DIRETA é ELEVADO. EMBORA HAJA SINALIZAçãO DE AJUDA FINANCEIRA DOS GOVERNOS, ISSO PODE NãO SER SUFICIENTE. OUTRO DESAFIO é O DESEQUILíBRIO DE INSUMOS DE MATéRIAS-PRIMAS. OS DADOS DO PRESENTE TRABALHO MAPEARAM UMA DEMANDA ADICIONAL DE 76 MTA DE AGLOMERADOS HIGH GRADE ATé 2030 COM BASE EM PROJETOS DE REDUçãO DIRETA Já ANUNCIADOS, AO PASSO QUE O AUMENTO DE OFERTA TENDE A SER RESTRITO. A VIABILIDADE DAS SOLUçõES COM 100% HIDROGêNIO TAMBéM PREOCUPA, TANTO POR ASPECTOS TéCNICOS QUANTO POR ASPECTOS ECONôMICOS. O TOTAL DE DEMANDA ENERGéTICA NUMA ROTA H-DR SERá MAIOR QUE O STATUS QUO E ISSO SE DEVE AO FATO DA QUANTIDADE DE ENERGIA NECESSáRIA PARA PRODUZIR O H2 E A AUSêNCIA DO CRéDITO ENERGéTICO DO C NO FERRO ESPONJA QUE SERIA QUEIMADO NO FORNO ELéTRICO A ARCO. AS ANáLISES DE SENSIBILIDADE DE CUSTOS DESSE ESTUDO, MOSTRARAM QUE H2 ACIMA DE 2 $/T Só TORNARIA A ROTA H-DR MAIS COMPETITIVA QUE A DE GáS NATURAL SE OS CUSTOS DE CO2 FOSSEM PRóXIMOS A 100 $/T E O GáS NATURAL PRóXIMO A 15 $/MMBTU

THE STEEL INDUSTRY, UNDER SOCIAL AND GOVERNMENTAL PRESSURE, SEEKS TO REDUCE GREENHOUSE GAS EMISSIONS. THE MOST PROMISING PRIMARY IRON PRODUCTION ROUTE FROM AN ENVIRONMENTAL PERSPECTIVE IS DIRECT REDUCTION FROM HYDROGEN (H-DR). HOWEVER, THERE ARE STILL UNCERTAINTIES REGARDING THE LARGE-SCALE IMPLEMENTATION OF THESE PROJECTS. THE CAPITAL REQUIRED TO DECOMMISSION BLAST FURNACES AND IMPLEMENT DIRECT REDUCTION REACTORS IS HIGH. ALTHOUGH THERE IS A SIGNAL OF FINANCIAL SUPPORT FROM GOVERNMENTS, THIS MAY NOT BE ENOUGH. ANOTHER CHALLENGE IS THE IMBALANCE OF RAW MATERIALS. THE DATA FROM THIS STUDY MAPPED AN ADDITIONAL DEMAND OF 76 MTY OF HIGH-GRADE AGGLOMERATES BY 2030 BASED ON ALREADY ANNOUNCED DIRECT REDUCTION PROJECTS, WHILE THE INCREASE IN SUPPLY TENDS TO BE RESTRICTED. THE FEASIBILITY OF SOLUTIONS WITH 100% HYDROGEN ALSO CONCERNS, BOTH FOR TECHNICAL AND ECONOMIC ASPECTS. THE TOTAL ENERGY DEMAND IN AN H-DR ROUTE WILL BE HIGHER THAN THE STATUS QUO AND THIS IS DUE TO THE AMOUNT OF ENERGY NEEDED TO PRODUCE H2 AND THE ABSENCE OF THE ENERGY CREDIT OF C IN THE SPONGE IRON THAT WOULD BE BURNED IN THE ELECTRIC ARC FURNACE. THE COST SENSITIVITY ANALYSES OF THIS STUDY SHOWED THAT H2 ABOVE 2 $/T WOULD ONLY MAKE THE H−DR ROUTE MORE COMPETITIVE THAN NATURAL GAS IF THE COSTS OF CO2 WERE CLOSE TO 100 $/T AND NATURAL GAS CLOSE TO 15 $/MMBTU

Keywords

Descarbonização; Redução Direta; Hidrogênio; Aglomerados

Decarbonization; Direct Reduction; Hydrogen; Agglomerates.