Norveška je najveći evropski proizvođač aluminijuma i silicijuma. Metalna industrija je jedna od najvažnijih izvoznih industrija zemlje, ali takođe čini 10% njene emisije CO2.
Norveška hitno treba da smanji nivoe emisija u sadašnjim metodama proizvodnje kako bi postigla svoje klimatske ciljeve.
NTNU je patentirao industrijski proces koji će ukloniti sve direktne emisije CO2 i NOx. Proces je nazvan SisAl.
Kvarc je sirovina iu tradicionalnom procesu topljenja iu upotrebi SisAl metode. Sa današnjom tehnologijom, CO2 nastaje kada kvarc reaguje sa ugljenikom. Umesto ugljenika, SisAl proces koristi aluminijum kao redukciono sredstvo, čime se izbegava stvaranje CO2.
„Tehnološki, verujemo da ništa ne stoji na putu proizvodnje silicijuma u industrijskim razmerama sa novom metodom. I štedi energiju“, kaže Marija Valin, istraživač materijala u NTNU.
Proces SisAl je egzoterman, što znači da reakcija između kvarca i aluminijuma oslobađa energiju. Današnja metoda je endotermna i potrebno je dodati energiju da bi se smanjio kvarc. SisAl koristi samo jednu trećinu potrošnje energije po toni gotovog silicijuma.
Tradicionalna tehnologija koristi 85% do 92% kvarca koji se stavlja u peć. SisAl koristi 97% do 99% jer proces takođe može da koristi kvarc u obliku praha.
Vallin i profesor Gabriella Tranell koordiniraju velike EU projekte SisAl Pilot i SisAl Slag, koje vodi NTNU. Dvadeset dva partnera u istraživanju i industriji u Evropi i Južnoj Africi razvila su proces zasnovan na patentu NTNU.
Desetine pilot testova obavljeno je u Elkemovom pilot centru u Fiskai u Kristijansandu i u livnici Fundiciones Rej u Španiji.
Valin kaže da metoda SisAl ima niz drugih prednosti.
Pored uklanjanja svih direktnih emisija CO2 i NOx i uštede energije, novi proces proizvodnje silicijuma će koristiti šljaku (šljunu) i otpad iz aluminijumske industrije.
Proces SisAl može koristiti šljaku kao redukciono sredstvo u proizvodnji silicijuma. Isto važi i za tanki aluminijumski otpad, na primer od ambalaže za hranu.
Proces SisAl takođe stvara šljaku, kao što su kalcijum oksid i aluminijum oksid, ali to su supstance koje su tražene u industriji čelika, kaže Valin.
Novi proces topljenja takođe omogućava bolje korišćenje sirovine, jer se može koristiti fini kvarc („fine“). U tradicionalnom procesu, kazne moraju biti uklonjene.
„Izazov na koji trenutno trošimo najviše vremena je stvaranje kružnog poslovnog modela koji uključuje metalnu industriju. Vidimo velike mogućnosti za sinergije koje bi koristile i životnoj sredini i ekonomiji“, rekao je Valin.
„Tražimo da bolje iskoristimo sirovine i da pronađemo najniže moguće emisije, manju potrošnju energije, maksimalnu ponovnu upotrebu i najmanji mogući otpad. Veličina poreza koji vlasti naplaćuju na emisije CO 2 je naravno takođe faktor u proračun“, kaže Valin.
Silicijum proizvode Elkem i Vacker u Norveškoj. Valin veruje da bi današnje topionice za silicijum mogle da koriste SisAl tehnologiju bez velikih ulaganja kao dopunu ili delimičnu zamenu za sadašnju proizvodnju.
U Južnoj Africi se gradi pilot postrojenje za proizvodnju SisAl-a u okviru projekta EU. Valin ovo smatra prekretnicom pre eventualne izgradnje objekta u industrijskom obimu.
EU je označila silicijum kao kritično važan metal. Silicijum ima poluprovodnička svojstva i kritičan je materijal za štampane ploče, solarne ćelije i svu elektroniku.
Silicijum, u legurama sa aluminijumom, takođe je deo mnogih svakodnevnih materijala koje koristimo. Danas Kina čini dve trećine svetske proizvodnje silicijuma.
Svetska proizvodnja aluminijuma je 60 miliona metričkih tona. Proizvodnja silicijuma je 12 miliona metričkih tona. Evropa proizvodi manje od polovine svojih potreba. EU želi da postane samodovoljnija u ključnim metalima, što je postalo glavni prioritet od invazije na Ukrajinu. Evropska komisija takođe veruje da industrija silicijuma, aluminijuma i ferolegura rizikuje da bude preseljena u zemlje sa niskim troškovima s obzirom na strože ekološke zahteve u Evropi.
Aluminijumski otpad se godišnje izvozi iz Evrope u količini od 600.000 metričkih tona. EU ima za cilj da postepeno ukine ovaj izvoz kako bi izbegao gubitak vrednih sirovina.
Zahvaljujući hidroelektranama, norveška proizvodnja metala je među najčistijim na svetu. Island je u istoj klasi zbog svoje geotermalne energije i hidroenergije.
„Norveška je u jedinstvenoj poziciji da može da proizvodi silicijum i aluminijum još ekološki prihvatljivijim metodama nego što se to radi danas. Što se tiče silicijuma, mislim da smo blizu tehnološkog pomaka. Mnogo toga se dešava i u industriji aluminijuma. To se dešava iu industriji aluminijuma“, rekao je on. Istovremeno, potencijal za čistiju proizvodnju i bolje korišćenje resursa je još veći kada dve važne industrije mogu da rade zajedno“, rekao je Valin.
„Norveška takođe ima prednost zbog kratkih transportnih razdaljina između objekata dve industrije. Verujemo da proces SisAl može u potpunosti da zameni sadašnju metodu, ali će verovatno biti potrebno vreme“, rekla je ona.
