Transizione settore siderurgico: le soluzioni di Air Liquide

La transizione settore siderurgico rappresenta una delle sfide industriali più rilevanti per i prossimi decenni. In un contesto segnato da un'elevata volatilità dei prezzi energetici e da questioni ambientali sempre più urgenti, le acciaierie italiane, così come quelle europee, sono chiamate a ripensare i propri processi e contribuire al raggiungimento degli obiettivi climatici globali attraverso la decarbonizzazione delle attività.

Una sfida che in Italia acquisisce ancora più importanza dal momento che, con 21 milioni di tonnellate di acciaio grezzo prodotte ogni anno, il nostro Paese rappresenta la seconda siderurgia d’Europa, subito dopo la Germania (Rapporto di Sostenibilità 2023, Federacciai). Un dato che testimonia il ruolo strategico del comparto nel sistema industriale nazionale, ma che comporta anche una grande responsabilità nella gestione delle sue emissioni.
 

La transizione settore siderurgico nel contesto degli obiettivi climatici

La spinta verso la transizione del settore siderurgico si inserisce in un contesto strutturato di politiche e impegni assunti a livello internazionale. Con l’Accordo di Parigi, siglato nel 2015,  oltre 190 Paesi hanno fissato l’obiettivo di limitare l’aumento della temperatura globale entro i 2°C, puntando a 1,5°C, rispetto ai livelli preindustriali.

L’Accordo di Parigi è stato sottoscritto da tutti gli Stati membri dell’Unione Europea che, a seguito di questo impegno globale, ha delineato una strategia di crescita interna ambiziosa - il Green Deal Europeo - con l’obiettivo ultimo di raggiungere la carbon neutrality entro il 2050, e ha poi sviluppato specifici strumenti e pacchetti legislativi - come il “Fit for 55” - per favorire una progressiva e vincolante riduzione delle emissioni. Per contribuire a questo percorso, ogni Stato membro è tenuto a presentare e aggiornare periodicamente i propri Piani Nazionali Integrati per l'Energia e il Clima (PNIEC), delineando obiettivi, misure e risultati attesi.

In questo scenario, il settore siderurgico è considerato ad alta intensità emissiva (hard-to-abate) e soggetto a misure specifiche che ne accelerano il percorso di trasformazione. Due strumenti, in particolare, avranno un impatto significativo:

• ETS (Emission Trading System): uno schema che fissa un tetto massimo complessivo alle emissioni consentite sul territorio europeo, a cui corrisponde un equivalente numero di “quote” gratuite. Superata questa soglia, ogni tonnellata di CO2 prodotta ha un costo per l’azienda emettitrice. Il sistema ETS prevede una progressiva riduzione delle quote gratuite di CO₂, fino al loro azzeramento previsto entro il 2030, una misura che intende incentivare gli investimenti in tecnologie che possano contrastare il rilascio di emissioni;

• CBAM (Carbon Border Adjustment Mechanism): per garantire una concorrenza equa e promuovere la transizione energetica a livello globale, dal 2026, sarà applicato un dazio sulle importazioni di acciaio ad alta intensità carbonica da Paesi extra-UE.

In questo contesto, la transizione del settore siderurgico verso modelli più sostenibili non è solo una scelta ambientale, ma anche una necessità economica e strategica.
 

Il contributo di Air Liquide alla transizione del settore siderurgico

Innanzitutto, è utile chiarire che l’acciaio è una lega di ferro e carbonio e che quest’ultimo è essenziale per conferire a questo materiale le caratteristiche che lo rendono insostituibile per molte applicazioni. La produzione di acciaio può seguire due cicli:

• il ciclo integrale che, partendo da minerale di ferro e coke (un combustibile composto prevalentemente da carbone), utilizza gli altiforni per ottenere ghisa e poi convertirla in acciaio. Questo approccio è predominante a livello globale (75%) e in Europa (60%);

• il ciclo da forno ad arco elettrico, che impiega rottami metallici come materia prima. In Italia, questa modalità copre circa l’85% della produzione.

Questa peculiarità rende la siderurgia italiana la meno impattante tra i principali Paesi produttori al mondo (dati World Steel Association e IEA, 2023), dal momento che il ciclo da forno ad arco elettrico emette circa 120-130 kg di anidride carbonica per tonnellata di acciaio prodotto (emissioni Scope 1), una quantità nettamente inferiore rispetto ai 1500 kg del ciclo integrale. Tuttavia, è comunque necessario ridurre ulteriormente l’impatto della produzione da forno ad arco elettrico ed Air Liquide è al fianco delle acciaierie con un’offerta concreta per favorire una maggiore sostenibilità.

Le nostre tecnologie intervengono principalmente sulle fasi successive alla fusione nei forni ad arco elettrico, dove è possibile agire per ridurre le emissioni dirette (Scope 1) e ottimizzare l’uso dell’energia.

In questo senso, uno degli interventi più rilevanti per favorire la transizione del settore siderurgico riguarda il riscaldamento dei refrattari delle siviere, i contenitori che ricevono l’acciaio liquido a temperature anche superiori ai 1600°C. Normalmente, il preriscaldo avviene con combustione ad aria, un processo energivoro e inefficiente a causa della presenza di azoto, un gas inerte che assorbe calore senza partecipare alla reazione.

La soluzione proposta da Air Liquide è l’ossicombustione, ovvero l’utilizzo di ossigeno puro in sostituzione dell’aria nel processo di combustione. Questo consente di:

• migliorare lo scambio termico;

• abbassare la temperatura del metallo fuso in uscita dal forno ad arco elettrico;

• diminuire il consumo di gas naturale;

• ridurre le emissioni dirette di CO₂ (Scope 1).

Anche nel processo di laminazione dell’acciaio, dove le barre vengono riscaldate e fatte passare attraverso dei rulli posti a distanza variabile per ottenere la forma e le dimensioni desiderate, è possibile intervenire. I forni di riscaldo, alimentati a gas naturale e aria, possono anch’essi essere convertiti a ossicombustione, con benefici simili in termini di efficienza e riduzione delle emissioni.

In entrambi i casi, Air Liquide è in grado di fornire soluzioni chiavi in mano che comprendono:

• bruciatori per ossicombustione brevettati;

• sistemi di controllo dei gas automatizzati (skid valvole);

• fornitura di ossigeno;

• supporto tecnico e ingegneristico in ogni fase.

Ossicombustione: una tecnologia per decarbonizzare l'industria siderurgica

Transizione settore siderurgico: come agire sulle emissioni Scope 3

Anche sul fronte delle emissioni Scope 3, legate a processi indiretti come il trasporto o la produzione dei gas tecnici impiegati dalle acciaierie, Air Liquide può fare la differenza. Con l’offerta Eco Origin™, siamo in grado di proporre ossigeno a basso contenuto di carbonio, prodotto utilizzando energia ottenuta da fonti rinnovabili certificate. Un’azione concreta che consente alle acciaierie di ridurre complessivamente il proprio impatto ambientale.
 

Una gamma completa di tecnologie per la transizione settore siderurgico

Oltre all’ossicombustione e alla fornitura di gas industriali a basso contenuto di carbonio, Air Liquide può fornire altre soluzioni in grado di rafforzare ulteriormente il percorso verso la transizione settore siderurgico nei prossimi anni:

• biometano: una fonte di energia rinnovabile che può sostituire il gas naturale utilizzato per alimentare i forni, fondere i rottami o in altri processi che richiedono calore e alte temperature;
• idrogeno: una leva promettente per il medio termine sia in sostituzione al gas naturale nei processi termici, sia come agente riducente sostitutivo del gas naturale nel processo DRI (Direct Reduced Iron), una tecnologia che consente di produrre ferro metallico a partire da minerale di ferro, senza necessità di impiegare l’altoforno;
• cattura e sequestro CO₂, utilizzabile in associazione all’idrogeno prodotto da fonti fossili, per prevenire il rilascio delle emissioni e decarbonizzare i processi.

Air Liquide: un partner affidabile per la transizione del settore siderurgico

Air Liquide, da sempre partner strategico del settore siderurgico, dispone delle competenze e tecnologie per supportare i clienti anche nel percorso di  decarbonizzazione. La nostra proposta si basa su un approccio integrato che unisce:

• soluzioni tecnologiche già operative, come l’ossicombustione;

• gas tecnici a basse emissioni, come l’ossigeno Eco Origin™;

• supporto normativo e progettuale;

• capacità di andare incontro a diverse esigenze con un’offerta personalizzata per ogni azienda.

Con una lunga esperienza nel settore e una forte vocazione all’innovazione, supportiamo la transizione del settore siderurgico contribuendo a rendere la produzione di acciaio sempre più sostenibile, efficiente e competitiva.