Terästä ilman hiiltä
Metallinjalostuksella on valtava rooli, kun Eurooppa pyrkii päästöttömyyteen lähivuosikymmenien aikana. Kun metallinjalostuksen omat prosessit muuttuvat hiilettömiksi, pienenee tuotantomaiden kokonaispäästöt useita prosentteja. Lisäksi metallien kysyntä kasvaa, kun vihreään siirtymään tarvittavat laitteet ja järjestelmät rakennetaan.
Metallinjalostajat ry:n toimitusjohtaja Kimmo Järvinen toteaa, että teräksen tuotannossa moni asia on kestävästi toteutettu jo nykyisellään.
– Teräs on ikuista: se on täysin kierrätettävä materiaali ja se kiertää samaan tarkoitukseen. Puu on ekologinen ja hiilineutraali, mutta sen elinkaarianalyysi on aika vaikea, koska käyttöikänsä lopussa se päätyy polttoon ja jätteeksi. Puu ja betoni eivät kierrä samaan tarkoitukseen, niiden uusiokäytön ekologisuus pitää osoittaa, Järvinen sanoo.
Järvisen mukaan metallinjalostusteollisuus käyttää muutenkin paljon kierrätysraaka-aineita, esimerkiksi kaikesta koskaan valmistetusta kuparista on kierrossa 80 prosenttia.
Nämä hyvät asiat eivät vielä riitä. Jotain täytyy tehdä, että metallinjalostuksessa energialähteenä käytettävä hiili siirtyy historiaan.
Metallinjalostajat ry:ssä ovat mukana saksalainen kuparintuottaja Aurubis, sinkkiä ja kuparia tuottava ruotsalainen Boliden, venäläinen Harjavallassa nikkeliä jalostava NorNickel, suomalainen ruostumattoman teräksen valmistaja Outokumpu, metallituotannon teknologioita tarjoava suomalainen Metso Outotec, ruotsalainen teräksentuottaja Ovako ja ruotsalainen raakateräksen tuottaja SSAB.
Näillä yrityksillä on omat tutkimus- ja kehittämisprojektinsa, mutta ne tekevät myös yhteistä tutkimusta.
– Metallinjalostajissa on tehty 40 vuotta strategista tutkimusta ja kehitystyötä, joka aiemmin keskittyi energiatehokkuuteen ja nyt vähähiilisyyteen. Olen hyvin ylpeä tästä systemaattisuudesta, Kimmo Järvinen sanoo.
Yhteinen tutkimus on luontevaa, koska Metallinjalostajien jäsenyritykset eivät ole toistensa suoria kilpailijoita. Yhteisiin vähähiilisyystutkimuksiin vuosina 2021–2025 kuuluvat muiden muassa vähähiiliset tuotantoprosessit, hiilidioksidin talteenotto, kiertotalous ja uusikäyttö sekä uudet valmistusteknologiat.
Järvisen mukaan metallinjalostuksessa on tapahtunut suuri muutos muutaman viime vuoden aikana, ja siitä on erityisesti kiittäminen SSAB-konsernin toimitusjohtajaa Martin Lindqvistia.
– SSAB ilmoitti pari vuotta sitten rohkeasti ryhtyvänsä tekemään päästötöntä terästä ja käynnistämään siihen liittyvän pilottilaitoksen ja tutkimusta. Ajatus oli uusi ja ihmeellinen, mutta nyt kaikki ymmärtävät, mistä on kysymys. Alan yritykset sitoutuvat päästöttömyystavoitteisiin ilman pakkoa, ja kaikilla suurilla teräsvalmistajilla on hiilettömyysprojektinsa. Vanhoja masuuneja ajetaan alas ja investointipäätöksiä uusiin kestävän kehityksen mukaisiin prosesseihin tehdään, Järvinen kertoo.
SSAB kiristi päästöttömyystavoitteitaan tämän vuoden alussa. Päästötöntä terästuotantoa luvataan jo vuoteen 2030 mennessä, mikä on 15 vuotta aikaisemmin kuin aiempi tavoite. SSAB:n mukaan edellytys uudelle aikataululle on, että tarjolla on riittävästi päästötöntä sähköä. Jos SSAB onnistuu, pienenee Ruotsin hiilidioksidipäästöt 10 prosenttia ja Suomen päästöt 7 prosenttia. SSAB:n investoinnin arvo vuosille 2022–2030 on 4,3 miljardia euroa.
Tarvitaan lisää ydinvoimaa
Teräksen kysyntä kasvaa, kun tarvitaan tuotteita päästöttömän energiantuotannon rakentamiseen.
–Tuulivoimalaan menee paljon terästä. Ollaan uuden ajan kynnyksellä, markkina puhtaasti tuotetulle teräkselle ja muille metalleille on olemassa, Kimmo Järvinen toteaa.
Päästöttömään metallinjalostukseen tarvitaan masuunia kuumentavan hiilen vaihto verkosta saatavaan sähköön.
– Meillä Suomessa verkkosähkö on keskimäärin 80-prosenttisesti päästötöntä ydin-, vesi-, bio-, tuuli-, aurinko- ja geovoimaa. Saksa sen sijaan tekee 50 prosenttia sähköstään hiilellä tai maakaasulla. Jotta terästeollisuus saadaan päästöttömäksi, tarvitaan lisää ydinvoimaa; sen kanssa Saksa nyt kipuilee, Kimmo Järvinen sanoo.
– EU:n päästökauppajärjestelmällä kannustetaan vähäpäästöisyyteen myös sähkön tuotannon ja käytön osalta. Sähkön markkinahinta määräytyy marginaalituottajien hinnan mukaan. Kun sähköä hiilellä ja maakaasulla tuottavat joutuvat ostamaan päästöoikeuksia, se heijastuu kaikkeen sänhköntuottamiseen, myös päästöttömään, Järvinen toteaa.
Autoihin ensin
Metallinjalostuksen päästöttömyyshankkeista huolimatta vain osa markkinoilla olevasta teräksestä on nyt kestävän kehityksen mukaista.
– Teräksissä on eroja. Päästötöntä saa vain tietyiltä toimittajilta, eikä sellaistenkaan kaikki teräs ole päästötöntä vaan osa on edelleen hiiliterästä. Menee vielä vuosia, että kaikki masuunit kuumenevat päästöttömällä energialla. Yhden masuunin muuttaminen päästöttömäksi on miljardiluokan projekti, Kimmo Järvinen toteaa.
Maailman terästuotannosta menee rakentamiseen 40 prosenttia ja autoteollisuuteen sekä laitevalmistukseen kumpaankin noin 25 prosenttia.
– Rakentamisen tuotteet kuten betoniteräkset ovat standarditavaraa, eikä niihin ole vielä tarjolla päästötöntä terästä. Autovalmistukseen tarvitaan korkeamman teknologian terästä, ja siihen esimerkiksi SSAB fokusoi päästöttömät tuotteensa, Järvinen kertoo.
– Hiilettömän teräksen valmistaminen on hydrometallurgisesti eli vesikemiaa käyttävän valmistustekniikan kannalta erilaista kuin perinteinen teräs. Siksi myös tuotteet ovat erilaisia, esimerkiksi päästöttömän teräksen lujuus- ja kimmoisuusominaisuudet ovat erilaisia kuin perinteisellä teräksellä.
Järvisen mukaan päästöttömän teräksen valmistaminen on hiiliterästä kalliimpaa, ja EU:n ulkopuolella hiili on halpaa.
– EU:n päästökaupan myötä eurooppalaisen ja kiinalaisen teräksen hinnoissa on iso ero. Kiinalla on 10–25 prosentin osuuksia Euroopan teräsmarkkinoista tuotteesta riippuen. Kiinalle on määrätty polkumyyntitulleja, ja nyt ongelmia aiheuttaa myös Turkin, Venäjän ja Indonesian terästuotanto.
Teksti: Jaana Ahti-Virtanen
FSS, FOSSA ja TOCANEM
Business Finland rahoittaa kolmea suurta metallien valmistusteknologiaan liittyvää tutkimusprojektia.
Vuonna 2021 käynnistynyt FFS, Towards Fossil-free Steel -tutkimushanke liittyy tuotantoprosessien hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen. Teollisuus- ja tutkimuskumppanit selvittävät eri ratkaisuja ja vaihtoehtoja fossiilittoman teräksen tuottamiseksi vedyn, biohiilen ja biokaasun voimalla. FSS-hankkeessa ovat mukana SSAB Europe, Fortum Power and Heat, Valmet Technologies, Ovako Imatra, Nordkalk, Tapojärvi ja Luxmet sekä Oulun yliopisto, VTT ja Åbo Akademi. FFS:n kokonaisbudjetti on 10,7 miljoonaa euroa.
FFS:n jatkoksi käynnistyy tänä vuonna kaksivuotinen FOSSA, Fossil Free Steel Applications -hanke, joka keskittyy fossiilittomiin tuotteisiin. FOSSA-hankkeen pääaiheita ovat fossiilittoman teräksen arvoketju, kehittyneet teräkset ja sovellukset sekä virtuaalinen terästuotteiden valmistus. FOSSA-hankkeessa ovat mukana SSAB Europe, Cargotec Finland, Fortaco Ostrobothnia ja Indalgo sekä Oulun yliopisto, Lappeenrannan-Lahden teknillinen yliopisto ja Tampereen korkeakoulusäätiö. Hankkeen kokonaisbudjetti on noin 6 miljoonaa euroa.
Vuonna 2021 käynnistyneen kolmevuotisen TOCANEM Towards Carbon-neutral Metals -projektin tavoitteena on kehittää teknologioita metallien tuotannon hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Mukana on metalliteollisuuden lisäksi energia-, puu- ja paperiteollisuutta, joiden yhteistyöllä saadaan hiili korvattua vedyllä, prosessit sähköisiksi ja biohiiltä metsäteollisuuden sivuvirroista. Hankkeen kokonaisbudjetti on 18 miljoonaa euroa ja mukana ovat Boliden Harjavalta, Boliden Kokkola, Jervois Finland, Fortum Waste Solutions, Metso Outotec Finland, Outokumpu Stainless, Kivisampo, Owatec ja Sapotech. Yhteistyökumppaneina toimivat Metsä Group, Ovako Imatra ja SSAB Europe ja tutkimusorganisaatioina Aalto-yliopisto, LUT-yliopisto, Oulun yliopisto, VTT ja Åbo Akademi.
