Afstappen van steenkool
De staalindustrie staat op een cruciaal kruispunt. Met traditionele, van steenkool afhankelijke productiemethoden, draagt de sector aanzienlijk bij aan de wereldwijde koolstofemissies. CEO’s en politici zoeken actief naar manieren om de ecologische voetafdruk te verkleinen.
In een vorig artikel hebben we gekeken naar verschillende strategieën om de CO2-uitstoot van deze koolstofintensieve processen te verminderen. We keken naar het afvangen en opslaan van CO2, een oplossing die naadloos integreert met bestaande staalproductiemethoden. We onderzochten ook het gebruik van groene waterstof, wat een revolutie teweeg zou kunnen brengen door de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te elimineren.
Veel leidinggevenden in de staalindustrie zijn het erover eens dat staalproductie op basis van waterstof essentieel is voor een lage koolstofeconomie. Maar ze zijn niet positief gestemd over de levensvatbaarheid op korte termijn vanwege de ontluikende staat van de waterstofmarkt, met name voor groene waterstof. Daarom overwegen velen om gas als tussenoplossing in te zetten zolang de ultieme route van groene waterstof nog niet beschikbaar is.
Zo zei Geert van Poelvoorde, CEO van ArcelorMittal Europe, tegen HydrogenInsight dat hij zijn Europese fabrieken niet op groene waterstof kan laten werken, ondanks dat het bedrijf miljarden euro's aan EU-subsidies heeft gekregen om installaties om te bouwen. Het groene staal kan simpelweg niet concurreren op internationale markten. In plaats daarvan lijkt de in Luxemburg gevestigde staalproducent voornemens gas te gebruiken. En het is daarin zeker niet de enige. Terwijl andere staalproducenten de nadruk leggen op de toekomstige verschuiving naar groene waterstof, zijn ze minder uitgesproken over het feit dat hun transitieplannen in ieder geval de komende 10 tot 15 jaar ook sterk afhankelijk zijn van aardgas als transitiebrandstof.
Bovendien wordt de transformatie van de industrie niet alleen gedreven door zorgen over koolstofemissies en -kosten, maar ook door de principes van een circulaire economie. In het Verenigd Koninkrijk bijvoorbeeld zijn zowel Tata Steel als British Steel van plan om de laatste kolengestookte hoogovens in Port Talbot en Scunthorpe te vervangen door vlamboogovens die uitsluitend schroot tot nieuw staal smelten. Deze verschuiving wordt ook aangemoedigd door andere stakeholders, zoals ngo's, die pleiten voor een snelle overgang van koolstofintensieve productie van nieuw staal naar volledig gerecycled staal.
Voortbouwend op de feedback die wij op ons vorige artikel ontvingen, hebben wij nu ook gegevens over de productie van staal met gas of recycling van schroot in onze analyse opgenomen. Beide technieken kunnen de uitstoot aanzienlijk verlagen ten opzichte van traditionele op steenkool gebaseerde methoden zonder CO2-afvang en -opslag. Ze bieden ook een economisch haalbaarder alternatief voor de dure route van groene waterstof, maar kennen ook nadelen, zoals een grotere afhankelijkheid van gas en een lagere staalkwaliteit.
De productie van staal met gas zou een tussenstap kunnen zijn, maar brengt geopolitieke kosten met zich mee
Als we het technische jargon even helemaal negeren, dan reduceren zowel gas- als waterstofmethoden ijzererts tot puur ijzer van waaruit de vele verschillende soorten staal gemaakt worden. Deze verduurzamingsroutes zijn in veel opzichten aan elkaar gelijk. Toch is gas een veel goedkopere optie dan groene waterstof. Momenteel kost met gas geproduceerd staal in Europa ongeveer 70 eurocent per kilogram staal, aanzienlijk minder dan de kosten van meer dan 1 euro voor staal geproduceerd met waterstof. Hoewel staalproductie met gas duurder is dan staalproductie met kolen, is het prijsverschil met groene waterstof aanzienlijk kleiner door lagere technologiekosten en lagere commodity prijzen.
De betere business case en beschikbaarheid van aardgas in vergelijking met waterstof ondersteunen het standpunt van de industrie dat gas kan dienen als een overgangsfase naar de groenewaterstofoptie. De nieuwste op gas gebaseerde staalfabrieken zijn vaak dual-fuel faciliteiten die in staat zijn om over te schakelen van gas naar waterstof - bij voorkeur groene waterstof - zodra deze op grote schaal beschikbaar en economisch levensvatbaar wordt. Volgens experts kan dat tussen 2035 en 2040 gebeuren.
Ondertussen kan de overgang van kolen naar gas volgens onze modellen de uitstoot met maar liefst 75% verminderen, van ongeveer 1,9 kilogram CO2 per kilogram staal tot ongeveer 0,4 kilogram. Hoewel deze verschuiving dus zeer gunstig is voor het klimaat en de uitfasering van steenkool in Europa ondersteunt, vergroot het ook de afhankelijkheid van de regio van gas. Een alomvattende verschuiving van de sector naar gas benadrukt de complexe afwegingen en uitdagende beslissingen die inherent zijn aan de realiteit, waarbij de ene afhankelijkheid (steenkool) wordt ingeruild voor een andere (gas). Groene waterstof biedt uiteindelijk de mogelijkheid om beide afhankelijkheden te verminderen, maar dan moet het verschil in kosten wel overbrugd worden.
"},"alignedImage":{"position":"bottom","transformBaseUrl":"https://assets.ing.com/transform/5e6d31a4-1a2b-4e17-a675-d11ee9480cf5/fig-2-Groen-staal-update-4-9-24-SVG","original":"https://assets.ing.com/m/7e12a9c7bd039d5/original/fig-2-Groen-staal-update-4-9-24-SVG.svg","extension":"svg"}},{"componentType":"paragraph","richBody":{"value":"Staalrecycling is kosteneffectief en milieuvriendelijk, maar schiet tekort voor hoogwaardige staaltoepassingen
Gerecycled staal zorgt voor een aanzienlijke vermindering van de CO2-uitstoot. Er zijn geen kolen of gas nodig om ijzererts in ijzer om te zetten. En schroot kan in geëlektrificeerde smelterijen gesmolten worden. De ecologische voetafdruk wordt verder verkleind als die volledig op hernieuwbare elektriciteit draaien. De uitstoot bedraagt dan ongeveer 0,1 kilogram CO2 per kilogram staal, vergeleken met 1,9 kilogram voor staal op basis van kolen. Volledig gerecycled staal kan nu dus al zo groen zijn als staal van groene waterstof ooit zou kunnen worden.
De aanwezigheid van onzuiverheden in staalschroot, zoals koper, zink en chroom, kan echter de integriteit van het materiaal in gevaar brengen, wat leidt tot verminderde sterkte. Hoewel gerecycled staal een uitstekende keuze is voor bouwmaterialen zoals spoorwegen en betonwapening, is het niet geschikt voor de veelgevraagde hoogwaardige staaltoepassingen in auto's, vliegtuigen en precisiemachines.
Het Verenigd Koninkrijk is van plan zijn resterende op kolen gebaseerde staalfabrieken te sluiten en ze te vervangen door elektrische ovens om staal volledig met schroot te produceren. Deze trend krijgt nog geen navolging op het continent. Leidinggevenden van Europese staalproducenten buiten het Verenigd Koninkrijk zijn voorzichtig met het aanpassen van hun productaanbod naar staal van lagere kwaliteit, omdat de concurrentie in die marktsegmenten heviger is. De productkwaliteit biedt hen nog steeds een concurrentievoordeel op de wereldmarkt, zelfs met de hogere energieprijzen in Europa. Natuurlijk gebruiken ook zij gerecycled staal in hun productieproces tot de mate waarin de kwaliteit niet in het gedrang komt, soms tot een niveau van 30%. Maar ze willen vooralsnog staal van de hoogste kwaliteit blijven maken, waarvoor het gebruik van kolen, gas of waterstof nodig is.
Conclusie
Groene waterstof wordt vaak aangeprezen als de toekomst van de staalindustrie, vooral in een lage koolstofeconomie. Maar de hoge kosten en schaalbaarheidsproblemen belemmeren het vermogen om op steenkool gebaseerde methoden snel te vervangen. Gelukkig zijn er verschillende overgangstechnologieën beschikbaar om deze leegte op te vullen. Een onderzoek naar de businesscases van deze sleuteltechnologieën levert bemoedigend nieuws op: ze sluiten aan bij de maatschappelijke doelstelling om de uitstoot in de staalsector te verminderen. De grimmige economische waarheid is echter dat deze technologieën ofwel aanzienlijk hogere kosten met zich meebrengen ofwel een vermindering in staalkwaliteit noodzakelijk maken, uitdagingen die niet gemakkelijk kunnen worden overwonnen. Leiders in de staalindustrie staan daarom voor moeilijke beslissingen die verder gaan dan alleen economische en kostenoverwegingen. Overheidssubsidies kunnen deze beslissingen sturen, maar gezien het aanzienlijke kostenverschil en de vele jaren die nodig zijn voor de transitie, is een lange termijn commitment essentieel.
1 De kosten worden berekend vanuit een Europees perspectief en op basis van de volgende aannames. Waterstofprijzen zijn gebaseerd op een gasprijs van € 35/MWh, een stroomprijs van € 85/MWh voor een door gas gedomineerde elektriciteitssector (de benchmark), € 76/MWh voor een op kolen gebaseerde sector (-10%) en € 68/MWh voor een elektriciteitssector gebaseerd op hernieuwbare elektriciteit (-20%). We gebruiken alkalische elektrolysers met een efficiëntie van 70% en 95% looptijd (capaciteitsfactor). Dit levert groene waterstofprijzen op van respectievelijk circa €4,80/kg, €4,30/kg en €3,90/kg. Houd er rekening mee dat deze productiekosten uitgaan van waterstofproductie op locatie van de staalfabriek en dus geen transportkosten bevatten. Transportkosten kunnen de waterstofprijs voor verre locaties verdubbelen, waardoor de staalprijs stijgt tot wel € 1,50/kg voor de groene waterstofoptie. Verder hebben we een CO2-prijs van €70/ton gehanteerd en gaan we ervan uit dat alle CO2 belast wordt (geen gratis emissierechten). De gas- en koolstofprijzen resulteren in kosten voor blauwe waterstof van ongeveer 2,10 euro/kg en circa 1,95 euro/kg voor grijze waterstof, opnieuw voor waterstofproductie op locatie. De kolen- en olieprijs zijn vastgesteld op $ 120/ton en $ 85/vat, de ijzerertsprijs op 110$/ton en de staalschrootprijzen op 170$/ton. Alle dollarprijzen worden omgerekend naar euro's met een wisselkoers van 1$=0,92€. We hebben een CCS-afvangpercentage van 85% toegepast voor blauwe waterstof en 80% voor de productie van staal op basis van kolen in hoogovens.
2 Indicatieve emissies om een kilogram staal te produceren. We kijken alleen naar scope-1 en scope-2 emissies van staalproducenten, dus niet naar de scope-3 emissies van het gebruik van staal door bedrijven of consumenten. Het CCS-afvangpercentage wordt verondersteld 80% te zijn voor de productie van staal op basis van steenkool en 85% voor de productie van blauwe waterstof. We hebben Zweden genomen als benadering voor een elektriciteitsnet dat volledig met hernieuwbare energie wordt gevoed (10 kgCO2/MWh), Nederland als benadering voor een op gas gebaseerd elektriciteitsnet (325 kgCO2/MWh) en Polen voor een op kolen gebaseerd elektriciteitsnet (735 kgCO2/MWh). We gaan ervan uit dat staalrecycling plaatsvindt in een vlamboogoven die wordt gevoed door een op gas gebaseerd elektriciteitsnet. Dat impliceert dat de uitstoot verder kan worden verlaagd als deze volledig draait op koolstofarme bronnen zoals windmolens, zonnepanelen, waterkrachtcentrales of kerncentrales. We tonen de uitstoot per kilogram staal, zodat de cijfers vergelijkbaar zijn voor alle productietechnieken en brandstofsoorten.
"},"alignedImage":{"position":"bottom"}},{"componentType":"cards","cards":[{"componentType":"productCard","cardType":"product","cardSize":"small","title":"Gerben Hieminga","intro":"Econoom Energiemarkten","image":{"transformBaseUrl":"https://assets.ing.com/transform/0a6aea2b-7f6f-408c-80fb-680f1501debc/Gerben-Hieminga-500x500px","type":"image","width":858,"altTextNL":"Gerben Hieminga","original":"https://assets.ing.com/m/648222cb9d80345d/original/Gerben-Hieminga-500x500px.jpg","extension":"jpg"},"link":{"url":"/zakelijk/economie/over-ing-research/auteur/gerben-hieminga"}},{"componentType":"productCard","cardType":"product","cardSize":"small","title":"Edse Dantuma","intro":"Econoom Industry & Healthcare","image":{"transformBaseUrl":"https://assets.ing.com/transform/e84b8860-133f-46c2-92cc-c4949b77eb50/Foto-Duco-de-Vrieswww-ducodevries-nl06-22329270","type":"image","width":3355,"original":"https://assets.ing.com/m/24b31aef632f3069/original/Foto-Duco-de-Vrieswww-ducodevries-nl06-22329270.jpg","extension":"jpg"},"link":{"url":"/zakelijk/economie/over-ing-research/auteur/edse-dantuma"}}]},{"componentType":"accordion","accordionList":[{"title":"Disclaimer","richBody":{"value":"Deze publicatie is opgesteld door de 'Economic and Financial Analysis Division' van ING Bank N.V. ("ING") en slechts bedoeld ter informatie van haar cliënten. Deze publicatie is geen beleggingsaanbeveling noch een aanbieding of uitnodiging tot koop of verkoop van enig financieel instrument. Deze publicatie is louter informatief en mag niet worden beschouwd als advies in welke vorm dan ook. ING betrekt haar informatie van betrouwbaar geachte bronnen en heeft alle mogelijke zorg betracht om ervoor te zorgen dat ten tijde van de publicatie de informatie waarop zij haar visie in deze publicatie heeft gebaseerd niet onjuist of misleidend is. ING geeft geen garantie dat de door haar gebruikte informatie accuraat of compleet is. ING noch één of meer van haar directeuren of werknemers aanvaarden enige aansprakelijkheid voor enig direct of indirect verlies of schade voortkomend uit het gebruik van (de inhoud van) deze publicatie alsmede voor druk- en zetfouten in deze publicatie. De informatie in deze publicatie geeft de persoonlijke mening weer van de Analist(en) en geen enkel deel van de beloning van de Analist(en) was, is, of zal direct of indirect gerelateerd zijn aan het opnemen van specifieke aanbevelingen of meningen in dit rapport. De analisten die aan deze publicatie hebben bijgedragen voldoen allen aan de vereisten zoals gesteld door hun nationale toezichthouders aan de uitoefening van hun vak. De informatie in deze publicatie kan gewijzigd worden zonder enige vorm van aankondiging. ING noch één of meer van haar directeuren of werknemers aanvaarden enige aansprakelijkheid voor enig direct of indirect verlies of schade voortkomend uit het gebruik van (de inhoud van) deze publicatie alsmede voor druk- en zetfouten in deze publicatie. Auteursrecht en rechten ter bescherming van gegevensbestanden zijn van toepassing op deze publicatie. Niets in deze publicatie mag worden gereproduceerd, verspreid of gepubliceerd door wie dan ook voor welke reden dan ook zonder de voorafgaande uitdrukkelijke toestemming van de ING. Alle rechten zijn voorbehouden. ING Bank N.V. is statutair gevestigd te Amsterdam, houdt kantoor aan Bijlmerplein 888, 1102 MG te Amsterdam, Nederland en is onder nummer 33031431 ingeschreven in het handelsregister van de kamer van koophandel. In Nederland is ING Bank N.V. geregistreerd bij en staat onder toezicht van De Nederlandsche Bank en de Autoriteit Financiële Markten. Voor nadere informatie omtrent ING policy zie https://research.ing.com/.
"}}]}]},"complementaryZone":{"flexComponents":[{"componentType":"sectionTitle","title":"Ook interessant"},{"componentType":"cards","cards":[{"componentType":"productCard","cardType":"product","cardSize":"medium","title":"Technologieproducenten maken van Nederlandse industrie weer groeisector","body":"12 juli - Verdere productiviteitsstijging noodzakelijk door structureel toenemende personeelsschaarste","image":{"transformBaseUrl":"https://assets.ing.com/transform/2582bbcb-eb05-44fc-8a3f-9d4ca8b16846/Medium_Office-365-and-Newsletters-A-close-up-of-a-toy-robot-peaking-over-the-top-of-a-circuit-board","type":"image","width":900,"original":"https://assets.ing.com/m/4c7900eb773742c2/original/Medium_Office-365-and-Newsletters-A-close-up-of-a-toy-robot-peaking-over-the-top-of-a-circuit-board.jpg","extension":"jpg"},"link":{"url":"/zakelijk/sector/industry/themastudie-groeivermogen-technologische-industrie"}},{"componentType":"productCard","cardType":"product","cardSize":"medium","title":"Stagnatie chemie houdt aan, terwijl structurele uitdagingen groot blijven","body":"3 juli - Structureel beperkt de mondiale overcapaciteit en een verslechterde concurrentiepositie het opwaartse groeipotentieel, vooral in de basischemie.","image":{"transformBaseUrl":"https://assets.ing.com/transform/6604d522-2e56-4a22-9406-d9878aadcbb5/Smoke-stacks-against-factory","type":"image","width":5452,"altTextEN":"\"\"","altTextNL":"\"\"","altTextFR":"\"\"","altTextDE":"\"\"","original":"https://assets.ing.com/m/b192992d66510c0/original/Smoke-stacks-against-factory.jpg","extension":"jpg"},"link":{"url":"/zakelijk/sector/industry/outlook-chemie"}},{"componentType":"productCard","cardType":"product","cardSize":"small","title":"Meer over de Nederlandse economie","image":{"transformBaseUrl":"https://assets.ing.com/transform/f166203c-2322-4c95-a19b-f4d5d5d609fd/Map-Netherlands-icon","type":"image","width":312,"original":"https://assets.ing.com/m/644f5fb91126c7f1/original/Map-Netherlands-icon.svg","extension":"svg"},"link":{"url":"/zakelijk/economie/nederland"}}]},{"componentType":"sectionTitle","title":"Blijf op de hoogte"},{"componentType":"cards","cards":[{"componentType":"serviceCard","cardType":"service","cardSize":"small","title":"Onze publicaties in je mailbox","image":{"transformBaseUrl":"https://assets.ing.com/transform/ed278600-502d-4eab-b44c-b995dfb5f253/Icon-Envelope","type":"image","width":237,"original":"https://assets.ing.com/m/27711bd2f94a8e23/original/Icon-Envelope.svg","extension":"svg"},"link":{"url":"https://ingthink.slgnt.eu/optiext/optiextension.dll?ID=PbkPn7YpYhvjrFjvTUD8S3Vav52QmkvGQm7qSxkvuviMQZuzyw35feMmO6cH6bUlOBp%2BNWCyQFeoieEKV4"}},{"componentType":"productCard","cardType":"product","cardSize":"small","title":"Volg ons op X","image":{"transformBaseUrl":"https://assets.ing.com/transform/53b8855d-2f0c-4e52-8575-ca5457329002/Logo-X","type":"image","width":786,"original":"https://assets.ing.com/m/5d6498c19f531619/original/Logo-X.svg","extension":"svg"},"link":{"url":"https://twitter.com/ingnl_economie"}}]}]}}}