הפיכת בוצה ממים מושבים לפחם ביולוגי ולמימן ירוק, חוקרים מתמודדים עם טביעת הרגל הסביבתית של תעשיית הפלדה. גישה חדשנית זו, בהובלת יוזמה שמומנה על ידי האיחוד האירופי, שואפת להפוך מה שנחשב בדרך כלל לפסולת למשאבים בעלי ערך.
בתי הטיפול במים מושבים מתמודדים עם האתגר האמיתי של הבוצה שנותרת לאחר טיהור המים. בבוצה זו, שלרוב מיובשת או נשרפת או מפונה, קיימות חששות סביבתיים משמעותיים. עם זאת, צוות חוקרים בהובלת דייוויד קיארמונטי מהאוניברסיטה הפוליטכנית של טורין רואה פוטנציאל במקום שבו אחרים רואים פסולת. "לבוּצה הזאת יש ערך, היא לא רק פסולת," הוא מדגיש, ומצביע על תפקידה ביצירת המימן והפחמן החיוניים לייצור פלדה נקייה יותר.
פרויקט H2STEEL הוא מאמץ שיתופי המאחד מומחים מצרפת, איטליה, הולנד, ספרד ובריטניה. מטרתם היא לפתח שיטה להפקת חומרים שימושיים מבוצת מים מושבים, ובכך לסייע בהפחתת הפליטות בסקטור הפלדה. פלדה חיונית ליישומים שונים, מחלפים ועד תשתיות, אך גם תורמת משמעותית לפליטות CO2 עולמיות, המהוות 8% מסך הכולל, כפי שצוין על ידי סוכנות האנרגיה הבינלאומית.
פחת הפחממן בתהליך ייצור הפלדה נותר אתגר קשה. תהליך יצור הפלדה שכולל מרכיבים עשירים בפחמן הנפלטים גזי חממה, הוא מאחד מהסקטורים הקשים ביותר בהפחתת פליטות. מערכת סחר הזכויות לפליטות של האיחוד האירופי החריפה את האתגרים, ומחירי הפחמן צפויים להגיע ל-120-150 אירו לטונה עד 2030. בתעשייה המוערכת ביותר מ-2.5 טריליון אירו בשנה, הדחיפות למציאת אלטרנטיבות נמוכות בפחמן אך זולות היא עצומה.
קיארמונטי מתאר את גישת H2STEEL כדוגמה מופתית לכלכלה מעגלית. "אנו לוקחים משאב שכמעט ואינו מנוצל, בוצה מים מושבים, והופכים אותו לשימושי שוב," הוא מסביר. התהליך מתרחש בשני שלבים: תחילה מחממים את הבוצה ללא חמצן ליצירת פחם ביולוגי בשיטה הנקראת קרבוניזציה. לאחר מכן מטפלים במתאן מצמחי ביוגז תוך שימוש בפחם הביולוגי כזרז לייצור מימן.
שיטה חדשנית זו לא רק מעשירה את תוכן הפחמן בפחם הביולוגי, שהופך אותו לראוי לייצור פלדה, אלא גם מפרידה זרחה לשימוש בדשנים. בהחלפת הפחם המסורתי בפחם ביולוגי ובהוספת מימן לתהליך יצור הפלדה, שואף H2STEEL להפחית משמעותית את הפליטות.
כעת, הצוות בונה במפעל בטורין מכונה לעיבוד בגובה 4 מטרים, כדי להציג טכנולוגיה זו. "אנו מפרקים את הביומתאן לפחמן ומימן באמצעות הבוצה המוקרנת בטמפרטורה של 900 מעלות צלזיוס," מפרט קיארמונטי. תוצאות רשמיות טרם פורסמו, אך ל-H2STEEL יש פוטנציאל משמעותי לעתיד ייצור הפלדה הקיימת מבחינה סביבתית.
כאשר התעשייה חוקרת אסטרטגיות פחת פחמן שונות, כולל תנורים חשמליים ותהליכים מבוססי מימן, שיטת הבוצה של H2STEEL עשויה למלא תפקיד מרכזי. יאן ויינקה, מנהל צוות לפחמן בר-קיימא בחברת הפלדה ארצלורמיטל, מכיר בגמישות הטכנולוגיה הזו. "בין אם נשתמש בתנור מימן או חשמלי, עדיין נזדקק למרכיבים כמו פחמן ומימן בתהליכים שלנו," הוא מציין, ומדגיש את הפוטנציאל להפחתת פליטות מיידית.
ארצלורמיטל, שותף מרכזי בפרויקט H2STEEL, שואפת לניטרליות פחמנית עד 2050 ועוקבת מקרוב אחר פיתוח טכנולוגיה זו. "זו טכנולוגיה מצוינת לתעשיית הפלדה, אך עליה להוכיח את עצמה מבחינה כלכלית," מזהיר ויינקה, ומדגיש את הצורך בשרשראות אספקה קיימות והפחתת עלויות.
עם פטנט שכבר בתהליך, השותפים מצפים לתוצאות הדגמה. קיארמונטי מביע אופטימיות ואומר, "מה שאנו עושים נראה מבטיח מאוד. עכשיו השאלה היא לקחת את הצעדים האחרונים." אם יצליח, H2STEEL לא רק ייצג פריצת דרך טכנולוגית אלא גם יסמל את עקרונות הכלכלה המעגלית, ויקדם את התחרותיות תוך התקדמות לעבר יעדי האפס נטו.
