Prof. Mapelli (Polimi): “Siderurgia italiana punti su recupero calore, idrogeno turchese e forni smelter per acciaio green”

Secondo Carlo Mapelli, professore di siderurgia e di materiali avanzati per l’ingegneria meccanica del Politecnico di Milano, l’idrogeno turchese è molto più promettente di quello verde. E sebbene si ottenga da una fonte fossile, dà un importante contributo alla riduzione dell’impronta carbonica della produzione di acciaio. L’idrogeno turchese si ottiene infatti attraverso un processo di pirolisi della molecola del metano che separa il carbonio in forma solida, evitando pertanto emissioni di CO₂ e generando un sottoprodotto riutilizzabile in diverse filiere industriali.

L’ateneo meneghino è tra i protagonisti della ricerca che punta a trasformare questa tecnologia in soluzioni industriali. Sono in corso collaborazioni con Eni e Siad, mentre una startup collegata al Politecnico è impegnata in un progetto che realizza moduli industriali per la produzione di spugna di ferro (pre-ridotto) e ghisa a Ravenna e in Spagna. Mapelli è invece molto scettico sull’idrogeno verde, prodotto tramite elettrolisi dell’acqua alimentata da energia elettrica da fonti rinnovabili, perché troppo costoso e idrovoro. Mentre vede più possibilità di applicazione dell’idrogeno blu da combustibili fossili, se abbinato a sistemi di cattura della CO₂.

La siderurgia italiana è comunque già “campione di acciaio green” a livello europeo e mondiale, come amano sottolineare i produttori. Oggi infatti, complice anche la crisi dell’ex Ilva di Taranto che è rimasta con un solo altoforno attivo, ben il 90% della produzione nazionale di acciaio è realizzata con forni elettrici ad arco (la media UE è inferiore al 50%), che impiegano come materia prima soprattutto rottami ferrosi e tagliano di almeno dieci volte le emissioni carboniche rispetto al ciclo integrale da minerale di ferro e carbone coke. E l’efficienza energetica dei forni elettrici è elevata.

«Le aziende», osserva Mapelli, «adottano già diversi accorgimenti per diminuire il consumo di energia elettrica, mediante un’avanzata applicazione dei bruciatori e degli iniettori di ossigeno che consentono di consumare mediamente 380 kWh per ogni tonnellata di acciaio prodotto». Margini di miglioramento comunque esistono: «È possibile introdurre nuove tecnologie per il recupero energetico dal calore dei fumi e il preriscaldamento del rottame dai cascami termici degli impianti. Inoltre, bisogna continuare a esplorare la possibilità di recuperare il calore delle scorie sversate dai forni fusori. Quest’ultimo è un tema importante che non ha ancora trovato una tecnologia affidabile». Tra le innovazioni potenzialmente utili figurano gli smelter, che producono spugna di ferro (pre-ridotto) e ghisa utilizzando elettricità, ossigeno e carbone. Quest’ultimo, però, dovrebbe possibilmente provenire da biomasse: «Esistono già alcuni esempi su scala industriale, adottati in altri paesi, ed altri impianti molto flessibili che stanno nascendo».

Mapelli aggiunge infine una riflessione per il comparto delle fonderie, che soffre il caro elettricità ancor più delle acciaierie. Le fonderie hanno infatti un’incidenza del costo della materia prima (pani di ghisa o rottami di alluminio) che va dal 70% all’80% del costo totale di trasformazione, ed è difficilmente comprimibile perché i margini per intervenire sulla composizione chimica del materiale sono ridotti. Quando aumentano i prezzi dell’energia non è quindi possibile compensare con interventi che riducano il costo di trattamento della materia prima. «Le fonderie stanno già compiendo la transizione energetica con un incremento della quota dei forni elettrici, per diminuire l’emissione di CO2. La transizione verso un modello elettrificato deve passare attraverso fonti di approvvigionamento della materia prima competitive come costi e dall’aumento della disponibilità di energia elettrica sul mercato».