Por qué la producción de aluminio consume mucha energía
El aluminio primario se produce mediante electrólisis de alúmina en el proceso Hall-Héroult, que consume grandes cantidades de electricidad. Producir una tonelada de aluminio primario normalmente requiere entre 13.000 y 15.000 kWh de energía eléctrica, y el paso de fundición por sí solo representa una parte importante del uso mundial de electricidad industrial. Debido a que el proceso requiere tanta energía, la intensidad de carbono de la red eléctrica que suministra a la fundición es el factor más importante en la huella de carbono del metal terminado.
Principales fuentes de emisiones de CO2
Las emisiones surgen de varias fuentes distintas. Los ánodos de carbono se consumen durante la electrólisis y reaccionan con el oxígeno para liberar CO2 directamente. El proceso de Bayer que refina la bauxita para convertirla en alúmina utiliza combustibles fósiles para calentarse y emite CO2 por la calcinación. La cocción de ánodos, que convierte el coque de petróleo y la brea de alquitrán de hulla en bloques de carbono, libera gases de efecto invernadero adicionales. También se pueden emitir pequeñas cantidades de gases perfluorocarbonados durante los efectos anódicos en las fundiciones, y estos gases tienen un potencial de calentamiento global muy alto incluso en cantidades pequeñas.
Aluminio primario versus aluminio reciclado
El reciclaje cambia radicalmente el panorama. La fundición de chatarra de aluminio requiere sólo alrededor del 5 por ciento de la energía de la producción primaria, aproximadamente 600 kWh por tonelada en comparación con más de 13.000 kWh, y la huella de carbono correspondiente cae a aproximadamente el 5 por ciento del metal primario. Debido a que el aluminio se puede reciclar repetidamente sin perder sus propiedades, el flujo de chatarra reemplaza directamente al metal primario en muchos productos. Los sectores del embalaje, la automoción y la construcción especifican cada vez más el contenido reciclado para cumplir los objetivos de reducción de carbono, y la disponibilidad de chatarra limpia se está convirtiendo en una consideración material estratégica.
Tecnologías que están reduciendo las emisiones
Varias vías tecnológicas están reduciendo la huella de carbono de la industria. Los ánodos inertes reemplazan los ánodos de carbono consumibles por materiales no-consumibles, lo que elimina las emisiones directas de CO2 derivadas del consumo de ánodos. Se están desarrollando rutas de reducción y calcinación de alúmina basadas en hidrógeno- para reemplazar el carbono como agente reductor. La captura y el almacenamiento de carbono pueden eliminar el CO2 de los gases de escape de las fundiciones, y la recompresión mecánica del vapor mejora la eficiencia energética en el refinado de alúmina. Sobre todo, cambiar las fundiciones a electricidad renovable, como la hidroeléctrica, la eólica y la solar, es la palanca única más eficaz disponible en la actualidad.
El papel de la fuente de electricidad
La fuente de electricidad puede cambiar la huella de una tonelada de aluminio en un orden de magnitud. Las fundiciones alimentadas por redes basadas en carbón-pueden emitir entre 15 y 20 toneladas de CO2 por tonelada de aluminio, mientras que las fundiciones que utilizan energía hidroeléctrica pueden producir mucho menos de 4 toneladas. Esta es la razón por la que los productores están reubicando capacidad hacia regiones ricas en energías renovables-, firmando acuerdos de energía renovable-a largo plazo e invirtiendo en la descarbonización de la red. Las emisiones de alcance 2 procedentes de la electricidad comprada dominan la huella del ciclo de vida, por lo que la descarbonización de los mercados energéticos es esencial para que la industria del aluminio alcance los objetivos de cero emisiones netas.
Políticas de carbono y comercio internacional
Los mecanismos de fijación de precios del carbono están remodelando el comercio del aluminio. Los esquemas fronterizos de ajuste de carbono, como el mecanismo de la UE, imponen tarifas relacionadas con el carbono-a los bienes importados, alentando a los exportadores a adoptar tecnología de fundición con bajas-carbono y energía renovable para seguir siendo competitivos. Los mercados internos de carbono en los principales países productores también están imponiendo un costo a las emisiones, lo que estimula la inversión en eficiencia energética y controles de PFC. Con el tiempo, se espera que estas políticas desvíen los flujos comerciales hacia productores con bajas-carbono y creen una prima de precio mensurable para el aluminio verde.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuánto CO2 se emite por tonelada de aluminio primario?
R: La cifra depende de la combinación de electricidad y la tecnología, pero los valores típicos publicados oscilan entre 10 y 20 toneladas de CO2 equivalente por tonelada de aluminio primario, con fundiciones de carbón-en el extremo superior y fundiciones de energía hidro-muy por debajo de 4 toneladas.
P: ¿El aluminio reciclado es realmente neutro en carbono?
R: No del todo, pero el reciclaje utiliza alrededor de un 95 por ciento menos de energía que la producción primaria y emite aproximadamente un 95 por ciento menos de CO2, lo que hace que el aluminio secundario sea, con diferencia, la ruta con menor-carbono disponible en la actualidad.
P: ¿Qué son los ánodos inertes y por qué son importantes?
R: Los ánodos inertes están hechos de materiales sin-carbono que no se consumen durante la electrólisis, por lo que eliminan el CO2 directo liberado por los ánodos de carbono y también eliminan la necesidad de hornear los ánodos, lo que reduce tanto las emisiones como los costos del proceso.
P: ¿Por qué la energía hidroeléctrica produce aluminio con bajas-carbonos?
R: La electricidad por electrólisis es la fuente de emisión dominante y la energía hidroeléctrica genera electricidad sin quemar combustibles fósiles. Por lo tanto, las fundiciones en regiones hidro-ricas reportan huellas de carbono varias veces menores que las de las redes de carbón.
P: ¿Cómo pueden los compradores identificar el aluminio con bajo contenido de carbono-?
R: Los compradores pueden solicitar a los proveedores los datos de la huella de carbono del producto, buscar esquemas de certificación que verifiquen las fuentes de energía de la fundición y los niveles de emisión, y especificar aluminio con alto contenido reciclado cuando la aplicación lo permita.