La produzione di acciaio attraverso questo processo genera circa 400-500 grammi di CO₂ per ogni kg di acciaio prodotto, ed è quella con il minimo impatto ambientale. 

La maggioranza di queste emissioni sono indirette, generate nel produrre l’energia elettrica usata nel processo, e con la de-carbonizzazione dell’energia il riciclo dell’acciaio scenderà a meno di 100 grammi per kg. Oggi quasi l’80% dell’acciaio italiano viene prodotto così, facendo del nostro Paese uno dei più “verdi” per la siderurgia.

Cliccando il video è possibile ascoltare la presentazione di Paolo Stagnoli in occasione della videoconferenza sulle Pillole Formative realizzata il 27 maggio 2020, nell'ambito della manifestazione Milano Digital Week.

La produzione di acciaio cosiddetto “primario” parte invece da minerali di ferro. In natura il ferro esiste solo come ossidi e per utilizzarli occorre prima separare l’ossigeno dal ferro usando gas come l’idrogeno ed il monossido di carbonio capaci, in certe condizioni, di rompere il legame e trasformare gli ossidi in metallo.

Il modo più tradizionale e diffuso al mondo consiste nel caricare una miscela di minerale di ferro, carbone e calce in un grande forno verticale (l’altoforno) in cui si insuffla aria che permette la combustione del carbone generando un flusso di monossido di carbonio (CO) che risale la colonna e separa l’ossigeno dal ferro, trasformandosi a sua volta in anidride carbonica (CO₂). Il metallo liquido che fuoriesce dal fondo del forno (detto ghisa) contiene troppo carbonio per essere utilizzato e deve essere affinato in un convertitore dove si inietta ossigeno generando altra anidride carbonica. Come per l’acciaio riciclato il liquido così prodotto viene infine addizionato di leganti, colato e trasformato in semilavorati.

Il processo di produzione via altoforno e convertitore produce fino a 2.000 grammi di CO₂ per ogni kg di acciaio prodotto, circa quattro volte di più del processo di riciclo. Trasformare gli ossidi consuma energia e questa trasformazione viene operata usando carbone distillato (chiamato coke). Tra i processi disponibili questo è a maggiore impatto ambientale, ma è anche quello più utilizzato: quasi il 70% dell’acciaio nel mondo oggi viene prodotto così.

Oggi circa 1,2 miliardi di tonnellate all’anno su un totale di 1,8 miliardi viene prodotto via altoforno generando oltre 2 miliardi di tonnellate di CO₂, pari al 90% delle emissioni dovute alla siderurgia. La conversione di questi impianti è necessaria per ridurre le emissioni del settore siderurgico ma vi sono diverse difficoltà.

Innanzitutto non c’è abbastanza rottame disponibile, e l’uso di acciaio continua ad aumentare. Studiando le economie più mature si stima che per il prossimo futuro la quota di acciaio prodotta da riciclo possa arrivare a non più del 50% del totale. 

Nonostante questo il passaggio alla riduzione diretta sta avvenendo solo nelle aree in cui il gas naturale è disponibile a basso costo (come Russia, Medio Oriente, Nord Africa e Nord America).  Il graduale aumento della disponibilità di idrogeno permetterà di adottare questa tecnologia anche in paesi poveri di materie prime come l’Italia, ma il raggiungimento degli obbiettivi di riduzione delle emissioni richiede che la transizione cominci al più presto soprattutto nei Paesi che, come Germania e Polonia, fanno largo utilizzo di carbone per la produzione siderurgica e la generazione di energia elettrica. 

Le politiche comunitarie dovranno continuare a stimolare la transizione incentivando le industrie che sceglieranno di investire in innovazione e mettendo in opera provvedimenti tali da impedire che la produzione siderurgica si sposti verso Paesi con regolamenti più permissivi. Sono comunque già in corso diversi progetti in Europa, in Nord America e in Cina per ridurre le emissioni di gas serra tramite il passaggio alla riduzione diretta.