Dekarbonisieren Sie einen der größten Treibhausgasemittenten Quebecs

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Das Unternehmen Rio Tinto Fer et Titane will seine Treibhausgasemissionen bis 2030 halbieren und bis 2050 CO2-neutral werden. Die Aufgabe ist umso gewaltiger, als das Unternehmen mit Sitz in Sorel-Tracy, in Montérégie, zu den zehn größten Emittenten gehört Treibhausgase in Quebec.

Wenn das Unternehmen so viel verschmutzt, liegt das daran, dass es Kohle verbraucht, und zwar viel Kohle; Auf dem weitläufigen Firmengelände gibt es Berge davon. Und diese Kohle wird nicht zum Beheizen der neun Öfen verwendet. Diese werden mit Wasserkraft beheizt, erklärt Roberto Pinto, Leiter der Betriebsvorbereitung im Critical Minerals and Technology Center von Rio Tinto Iron and Titanium.

In unseren Reduktionsöfen verwenden wir Kohle, aber die Kohle ist nicht zum Heizen da. Kohle ist ein Reduktionsmittel. Und etwa 70 bis 75 % unserer Emissionen stammen aus der Kohle, die wir für diese chemische Reaktion verwenden. Es ist also eine große Herausforderung, es ist die schwierigste Art der Dekarbonisierung. Der Kohlenstoff dient lediglich dazu, dem Eisen den Sauerstoff zu entziehen und eine chemische Reaktion auszulösen.

Ein Zitat von Roberto Pinto, Direktor für Betriebsbereitschaft im Rio Tinto Iron and Titanium Technology and Critical Minerals Center

Roberto Pinto erinnert sich, dass es 75 Jahre her ist, dass der metallurgische Komplex Sorel-Tracy das Rezept zur Herstellung von Eisen und Titan beherrscht, was aufgrund der hohen Temperaturen ein erhebliches Risiko birgt. Sein Kollege, Vizepräsident für Technologie Didier Arseguel, gibt an, dass die Temperatur für flüssiges Eisen auf 1400 Grad, für flüssiges Titan auf 1700 Grad und für das durch Erhitzen dieser Elemente erzeugte Plasma auf 8000 bis 10.000 Grad ansteigt.

Eine große Hilfe der kanadischen Regierung

Im Oktober 2022 besuchte Premierminister Justin Trudeau Sorel-Tracy, um eine Investition von 737 Millionen US-Dollar zur Reduzierung der Schadstoffemissionen des Werks anzukündigen. Ottawa hat sich verpflichtet, 222 Millionen US-Dollar aus seinem Strategic Innovation Fund bereitzustellen. Rio Tinto seinerseits muss 517 Millionen Dollar investieren.

Mitarbeiter des Critical Minerals and Technology Center von Rio Tinto Iron and Titanium, einem der größten Forschungszentren dieser Art weltweit, arbeiteten bereits an einem Dekarbonisierungsprojekt: BlueSmelting.

BlueSmelting wurde in Rekordzeit gebaut und ist die weltweit größte Demonstrationsanlage, die auf kohlefreier Technologie zur Herstellung von Eisen und Titan basiert. Die Produktion begann im Juni 2023. Das Unternehmen hat mehr als 70 Millionen US-Dollar in dieses Abenteuer investiert.

Die Demonstrationsanlage ist vier Stockwerke hoch und mit drei Reaktoren ausgestattet und kann 40.000 Tonnen Erz pro Jahr verarbeiten, ein Bruchteil der 2 Millionen Tonnen, die im Sorel-Tracy-Werk verarbeitet werden. Es handelt sich um Ilmenit-Erz, das aus einem Eisen- und Titanoxid besteht. Das bei Sorel-Tracy verarbeitete Erz stammt aus Havre-Saint-Pierre in Quebec, Südafrika und Madagaskar.

BlueSmelting arbeitet mit der Wirbelschichttechnologie, die dem Erz Sauerstoff entzieht. Die Demonstrationsanlage verwendet ein Reduktionsgas anstelle von Kohle. Bei diesem Gas handelt es sich eigentlich um Kohlenmonoxid, das aus den Öfen der Hauptfabrik stammt. Das Gas wird daher wiederverwendet und nicht in die Atmosphäre zurückgeführt.

Das resultierende vorreduzierte Erz muss noch die Hauptöfen passieren, aber diese erste Umwandlung reduziert den Einsatz von Kohle und die erzeugten Treibhausgase um 70 %.

Die Ergebnisse sind ermutigend genug, um über den Bau einer größeren Fabrik nachzudenken, die Hunderte Millionen Dollar kosten würde. Prozent des BlueSmelting-Erzes. “,”text”:”Einer der nächsten Schritte ist die Durchführung eines groß angelegten Tests im industriellen Maßstab. Deshalb planen wir, diesen Sommer einen der Öfen hier in Sorel mit 100 Prozent BlueSmelting-Erz zu betreibenEiner der nächsten Schritte ist die Durchführung eines groß angelegten Tests im industriellen Maßstab. Deshalb planen wir, diesen Sommer einen der Öfen hier in Sorel zu 100 Prozent mit BlueSmelting-Erz zu betreiben.präzisiert Roberto Pinto.

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Keven Bilodeau, Verfahrensingenieur, Eilyn Patricia De la Hoz, Dekarbonisierungstechnikerin und Roberto Pinto, Leiter der Betriebsbereitschaft vor einem der Öfen der BlueSmelting-Demonstrationsanlage.

Foto: Radio-Canada / René Saint-Louis

Vielversprechende Ergebnisse

Während das Team des Rio Tinto Fer et Titane Technology and Critical Minerals Center die Erfolgsaussichten der Demonstrationsanlage zunächst auf 50 % schätzte, ist Vizepräsident für Technologie, Didier Arseguel, nun begeistert, auch wenn sich die nächsten Schritte als entscheidend erweisen werden.

Die Ergebnisse, die wir nach diesen industriellen Tests erhalten werden, werden für die Rechtfertigung einer zukünftigen Investition von grundlegender Bedeutung sein, da sie eine rationale und wissenschaftliche Grundlage für den Mehrwert dieser Technologie liefern.

Ein Zitat von Didier Arseguel, Vizepräsident, Technologie, Rio Tinto Fer et Titane

Doch die Zeit drängt, wenn das Unternehmen sein Ziel erreichen will, seine Treibhausgase bis 2030 zu halbieren. 2030. Und wir beginnen, über genügend Daten zu verfügen, um diesen Geschäftsszenario zu erstellen. “,”text=”Einer der nächsten Schritte besteht darin, uns mit der BlueSmelting-Industriefabrik zu befassen, die wir hier vor 2030 bauen wollen. Und wir beginnen, über genügend Daten zu verfügen, um diesen Business Case zu erstellenEiner der nächsten Schritte besteht darin, mit der Betrachtung der BlueSmelting-Industrieanlage zu beginnen, die wir hier vor 2030 bauen wollen. Und wir beginnen, über genügend Daten zu verfügen, um diesen Geschäftsszenario zu erstellenglaubt Roberto Pinto.

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Die Dekarbonisierungstechnikerin Eilyn Patricia De la Hoz sammelt vorreduziertes Erz aus der BlueSmelting-Demonstrationsanlage.

Foto: Radio-Canada / René Saint-Louis

Um 2050…

Wenn die neue Fabrik mit BlueSmelting-Technologie gebaut wird und das Treibhausgasreduktionsziel von 50 % im Jahr 2030 erreicht wird, bedeutet dies, dass am Standort weniger Kohlendioxid entsteht. Allerdings wird die Demonstrationsanlage mit dem Gas betrieben, das derzeit von den neun Öfen produziert wird. Um CO2-Neutralität zu erreichen, müsse dann ein anderes Reduktionsgas eingesetzt werden, sagt Roberto Pinto.

Irgendwann werde ich ein weiteres Reduktionsgas benötigen. Dieses zweite Reduktionsgas wird Wasserstoff sein. Wir würden Strom nutzen, um Wasser zu elektrolysieren und grünen Wasserstoff zu produzieren. Dadurch verursache ich beim Einsatz von Wasserstoff keine Treibhausgase und setze meinen Weg zur Dekarbonisierung fort.

Ein Zitat von Roberto Pinto, Direktor für Betriebsbereitschaft im Rio Tinto Iron and Titanium Technology Center

Zu diesem Zeitpunkt werden jedoch große Mengen Strom zur Herstellung von Wasserstoff benötigt, erklärt der Professor für Chemieingenieurwesen an der Polytechnique Montréal, Louis Fradette. Allerdings ist die Verfügbarkeit von Strom in Quebec begrenzt. Außerdem wäre die Nutzung von Wasserstoff dreimal teurer als Kohle, argumentiert er. Und derzeit werden umweltfreundlichere Produkte auf den Weltmärkten nicht zu einem höheren Preis verkauft, obwohl sich dies in den kommenden Jahren ändern könnte.

Was sich bis 2050 auch ändern könnte, sind Technologien zur Kohlenstoffabscheidung, die es ermöglichen würden, weiterhin kleine Mengen Kohle in industriellen Prozessen wie der Produktion von Eisen und Titan zu verbrennen, argumentiert der Professor.

2050. Dazu muss es an der Quelle aufgefangen und in Produkten wiederverwendet werden, die keine erneuten Emissionen verursachenCO2 in Kürze”,”text”:”Die CO2-Kreislaufindustrie ist ebenso führend wie die Verwendung von Wasserstoff zu einer Wirtschaft führt, die bis 2050 Netto-Null sein würde. Dazu muss es an der Quelle aufgefangen und in Produkten wiederverwendet werden, die über einen sehr langen Zeitraum hinweg kein CO2 mehr ausstoßenDie Kohlenstoffzirkulationsindustrie ist ebenso führend wie die Verwendung von Wasserstoff zu einer Wirtschaft, die bis 2050 Netto-Null erreichen würde. Dazu ist es erforderlich, ihn an seiner Quelle abzufangen und in Produkten wiederzuverwenden, die über einen sehr langen Zeitraum hinweg kein CO2 mehr ausstoßen, unterstützt Louis Fradette. Er nennt Beispiele für Polymere, neue Betone und Chemikalien.

Denken Sie daran, dass Quebec beabsichtigt, seine CO2-Emissionen bis 2030 um 25 Millionen Tonnen pro Jahr zu reduzieren. Allein die Reduzierung der Treibhausgase in Rio Tinto Fer et Titane entspricht 670.000 Tonnen CO2 pro Jahr, was dem Äquivalent von 145.000 Autos entspricht.

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