Metaller er mye brukt til emballasje som drikkebokser og matvarer. Metallproduksjonen gjør imidlertid store innhugg i klimaregnskapet.
Ifølge Miljødirektoratet står metallproduksjon for rundt 10 prosent av det norske CO2-utslippet.
På verdensbasis står jern- og stålproduksjon for 8 prosent av CO2-utslippene.
Klimavennlige innovasjoner i metallindustrien er derfor et viktig ledd i å forsterke den positive miljøeffekten, sier forsker Halvor Dalaker i SINTEF Industri i en nyhetssak fra SINTEF.
Metaller er bundet med oksygen og malm eller stein. For å utvinne metallene må oksygenet fjernes. I dag gjøres dette normalt ved å varme opp malmen med kull eller koks, som altså gir karbonutslipp. I praksis innebærer dette at karbonet (kull) binder seg med oksygenet i malmen (stein) og danner CO2, slik at vi sitter igjen med et oksygenfritt metall.
– Ved å bytte ut karbon med hydrogenplasma klarer vi å redusere metalloksider effektivt samtidig som CO2-utslippene elimineres.
Det er allerede kjent at det er mulig å lage noen metaller av hydrogen i gass-form. I metallutvinningsprosessen vil hydrogenet spille den samme rollen som karbonet, altså binde seg til oksygenet i malmen, men resultatet vil bli vanndamp og ikke karbonutslipp.
– For at sluttproduktet skal få de rette egenskapene, slik som styrke og rustbestandighet, må jernet blandes med andre metaller, forteller forskeren som leder prosjektet HyPla.
Og her kommer hydrogen-gassen til kort. Gassen er ikke reaktiv nok til å brukes i produksjon av alle typer metall. Et eksempel på dette er det viktige metallet mangan.
Mangan er med på å gjøre stålet slitesterkt. Det produseres fra malm i store kvanta i Norge i dag og er nødvendig for at stål kan brukes i for eksempel anleggsmaskiner. I malmen er mangan så sterkt bundet til oksygen at reaksjon/produksjon med hydrogengass ikke er mulig.
-Det har vært en gjengs oppfattelse om at karbon i form av kull eller koks har vært helt nødvendig for å kunne fjerne oksygenet, sier han.
Norsk metallindustri har allerede blitt mer energieffektiv og miljøvennlig på flere områder og globalt blir Norge sett på som et foregangsland. HyPla-prosjektet viser at vi ved hjelp av plasma kan nå målet om en karbon og CO2-fri metallindustri der fossilt karbon erstattes av vann og fornybar energi.
– Dersom vi finner at vi kan produsere flere metaller ved bruk av hydrogen uten utslipp, altså at det kan lages fra vann og fornybar elektrisitet, er nok dette veldig attraktivt for industrien.
De endelige resultatene vil bli presentert på konferansen 2023 TMS Annual Meeting & Exhibition—Advances in Pyrometallurgy: Developing Low Carbon Pathways.