HYBRIT – utveckling av vätgasbaserad järnframställning för att minska industriutsläpp

Stålindustrin har länge varit beroende av kokskol, vilket gör den till en av de största industriella källorna till koldioxidutsläpp. HYBRIT (Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology) har som mål att minska utsläppen från konventionell kolbaserad järnframställning. Initiativet lanserades 2016 som ett samarbete mellan SSAB, LKAB och Vattenfall och utvecklar en process där kokskol i järnreduktionen ersätts med vätgas som produceras med hjälp av el från fossilfria källor.

Pilotanläggningen i Luleå, som öppnade i augusti 2020, byggdes för att testa en vätgasbaserad järnreduktionsprocess som undviker de direkta koldioxidutsläpp som uppstår när kokskol används i detta produktionssteg. I den process som testas ersätts den kolbaserade reduktionen av järnmalm i den konventionella masugnsprocessen med direktreduktion baserad på vätgas. Vid den vätgasbaserade reduktionen bildas vatten i stället för den koldioxid som genereras vid kolbaserad reduktion. Vatten som återvinns i processen kan, beroende på renings- och driftkrav, användas på nytt.

Sedan 2020 har pilotanläggningen producerat mer än 5 000 ton vätgasreducerad järnsvamp. Enligt projektets slutliga forskningsrapport har pilotprogrammet demonstrerat vätgasbaserad järnreduktion i halvindustriell skala och bidragit till flera patent.

I juli 2021 valsade SSAB Oxelösund stål som framställts med HYBRIT-tekniken och järnsvamp reducerad med vätgas framställd med fossilfri el. Denna milstolpe var ett viktigt steg mot kommersialisering av fossilfritt stål.

Sommaren 2022 invigde HYBRIT en 100 kubikmeter stor pilotanläggning för vätgaslagring i ett stålinklätt bergrum i Svartöberget, i anslutning till pilotanläggningen för järnsvamp i Luleå. Enligt resultat som publicerades 2025 uppnåddes över 3 800 drifttimmar och en tillgänglighet på 94 procent. Projektet omfattade även accelererade mekaniska tester motsvarande 50 års drift.

Syftet med lagringen är att balansera vätgasproduktionen mot variationer i elpriset. Vätgas lagras när elpriserna är låga och används när priserna är höga. Drift i realtid på spot- och intradagsmarknaderna för el har visat kostnadsbesparingar på 26–31 procent, medan simuleringar av framtida scenarier indikerar potentiella besparingar på upp till 40 procent.

Projektparterna uppger att pilotanläggningen har uppnått sina tekniska mål och att lagringskonceptet är moget för fortsatt utvärdering i större skala, exempelvis för direktreduktionsanläggningar. HYBRIT har förlängt pilotprojektet till och med 2026 för att vidareutveckla tekniken och förbereda för framtida vätgaslagring i kommersiell skala.

Från pilot- till demonstrationsfas

I mars 2021 valdes Gällivare som plats för HYBRITs första demonstrationsanläggning. Projektet utgick ursprungligen från en årlig produktion på 1,3 miljoner ton järnsvamp från 2026, med en ökning till 2,7 miljoner ton per år till 2030. LKAB är huvudansvarig för utvecklingen och mottagare av statligt stöd. Bolaget lämnade in tillståndsansökningar i maj 2023.

Tidigare projektscenarier visade att en HYBRIT-baserad produktion i den planerade omfattningen skulle kunna minska koldioxidutsläppen med 35 till 50 miljoner ton per år jämfört med konventionell kolbaserad järnframställning. Beräkningen är beroende av flera faktorer, bland annat utbyggnadsscenario, produktionsvolymer, elförsörjning, val av jämförelsegrund och geografisk avgränsning.

Efter att det inledande pilotprogrammet avslutats har arbetet fortsatt med sikte på en möjlig industriell tillämpning i större skala. Detta omfattar bland annat planering av demonstrationsanläggningar, utveckling av infrastruktur för vätgas och el, tillståndsprocesser samt andra förutsättningar som krävs för kommersiell produktion.