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Até 2023, cerca de 2 bilhões de toneladas métricas de aço estavam sendo produzidas anualmente, o suficiente para cobrir Manhattan com uma camada de mais de 4 metros de espessura. A fabricação desse metal gera uma quantidade enorme de dióxido de carbono. No total, a produção de aço é responsável por cerca de 8% das emissões globais de carbono, tornando-se um dos maiores emissores industriais, superando setores como o da aviação. O processo de fabricação mais comum gera cerca de duas toneladas de dióxido de carbono para cada tonelada de aço.
Diversos grupos e empresas estão avançando significativamente na busca por aço com baixa ou zero emissão de carbono. Entre eles, destaca-se a empresa sueca Stegra. Originalmente chamada de H2 Green Steel, a empresa mudou seu nome para Stegra—que significa “elevar” em sueco—em setembro de 2023. Fundada em 2020, a startup levantou cerca de US$ 7 bilhões e está construindo uma usina na cidade de Boden, no norte da Suécia. Será a primeira usina industrial do mundo a fabricar aço verde.
A Stegra planeja iniciar a produção em 2026, com uma capacidade inicial de 2,5 milhões de toneladas métricas por ano, e alcançar 4,5 milhões de toneladas métricas no futuro. A empresa utiliza o chamado hidrogênio verde, produzido a partir de energia renovável, para transformar o minério de ferro em aço. Localizada em uma região da Suécia com abundante energia hidrelétrica, a usina da Stegra usará energia hidroelétrica e eólica para alimentar um enorme eletrólisador, que dividirá a água em hidrogênio e oxigênio. O gás hidrogênio será então utilizado para remover o oxigênio do minério de ferro, criando ferro metálico—uma etapa crucial na fabricação de aço.
Esse processo de uso de hidrogênio para fabricar ferro e, posteriormente, aço já foi testado em plantas-piloto por empresas como a americana Midrex, que fornecerá os equipamentos para a Stegra. No entanto, a Stegra terá que demonstrar que esse método pode funcionar em uma planta de escala muito maior.
A produção global de aço é impressionante: cerca de 60.000 toneladas métricas são produzidas a cada 15 minutos.
“Temos múltiplas etapas que ainda não foram provadas em larga escala”, afirma Maria Persson Gulda, diretora de tecnologia da Stegra. Essas etapas incluem a construção de um dos maiores eletrólisadores do mundo.
Além dos desafios tecnológicos, a Stegra enfrenta obstáculos comerciais significativos. A indústria do aço é um setor de baixa margem e intensamente competitivo, onde os clientes escolhem, em grande parte, com base no preço.
A Stegra estima que, quando a produção começar, poderá fabricar aço com um custo próximo ao do produto convencional, graças ao acesso a eletricidade barata. Contudo, pretende cobrar de 20% a 30% a mais para cobrir os € 4,5 bilhões necessários para construir a planta. Gulda afirma que a empresa já vendeu contratos para 1,2 milhão de toneladas métricas que serão produzidas nos próximos cinco a sete anos. Seus clientes recentes, como fabricantes de automóveis em busca de reduzir emissões e oferecer produtos sustentáveis, concordaram em pagar o prêmio de 30%.
Agora, a questão é: a Stegra conseguirá cumprir o prometido?
O segredo do hidrogênio
Para produzir aço—uma liga de ferro e carbono, com outros elementos adicionados conforme necessário—é fundamental remover o oxigênio do minério de ferro extraído da terra, deixando o metal purificado.
O processo de fabricação mais comum utiliza altos-fornos, onde o minério é misturado com coque (um derivado do carvão rico em carbono) e aquecido. O carbono reage com o oxigênio do minério para formar dióxido de carbono; o metal resultante é então transferido para outro tipo de forno, onde mais oxigênio é injetado sob alta pressão e calor. Esse gás reage com as impurezas restantes, formando óxidos que são removidos, deixando apenas o aço.
Outro método convencional, responsável por uma parcela menor da produção mundial, é a chamada redução direta. Geralmente, esse processo usa gás natural, que é separado em hidrogênio e monóxido de carbono. Ambos os gases reagem com o oxigênio do minério de ferro, gerando dióxido de carbono e água como subprodutos. O ferro resultante é derretido em um forno de arco elétrico, onde impurezas adicionais são removidas para formar aço. Esse método emite cerca de 40% menos carbono que os altos-fornos, mas ainda gera mais de uma tonelada de dióxido de carbono por tonelada de aço.
Por que, então, não usar apenas hidrogênio, em vez de gás natural? O único subproduto seria água. Se, como a Stegra planeja, o hidrogênio verde for produzido com energia limpa, o resultado é uma forma promissora de fabricar aço com emissões quase nulas.
O processo da Stegra é muito semelhante à técnica padrão de redução direta, mas, como utiliza apenas hidrogênio, requer uma temperatura mais alta. Embora existam outras formas de produzir aço com pegada de carbono quase nula, o método da Stegra é o único próximo de ser usado em escala industrial.
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A Stegra já iniciou as obras de sua usina, instalando o telhado e as paredes de sua siderúrgica. O primeiro equipamento foi montado no prédio onde fornos de arco elétrico derreterão ferro para produzir aço, e avança a construção da instalação que abrigará um eletrólisador de 700 megawatts, o maior da Europa.
Para produzir hidrogênio, purificar ferro e fabricar anualmente 2,5 milhões de toneladas métricas de aço verde, a planta consumirá 10 terawatts-hora de eletricidade, equivalente ao uso anual de um pequeno país, como a Estônia. Embora os custos acordados para a eletricidade sejam confidenciais, dados públicos sugerem taxas de cerca de €30 (US$ 32) por megawatt-hora ou mais. (A esse valor, 10 terawatts-hora custariam US$ 320 milhões).
A maioria dos compradores do aço verde premium está na indústria automotiva, incluindo empresas como Mercedes-Benz, Porsche, BMW, Volvo Group e Scania, fabricante sueca de caminhões e ônibus. Além disso, seis empresas de móveis, eletrodomésticos e materiais de construção—entre elas a Ikea—e cinco distribuidoras de aço que fornecem para diversos fabricantes também aderiram.
Algumas dessas montadoras—como a Volvo, que comprará da Stegra e de sua concorrente SSAB—estão comercializando veículos fabricados com aço verde como sendo “livres de combustíveis fósseis”. Como carros e caminhões possuem componentes muito mais caros que o aço utilizado, um pequeno aumento no custo do aço representa, segundo estimativas, apenas algumas centenas de dólares a mais no preço final do veículo. Além disso, muitas empresas definiram metas internas para reduzir emissões, e a compra de aço verde ajuda a alcançá-las.
O modelo de negócios da Stegra é viável, em parte, pelas condições econômicas únicas da União Europeia. Em dezembro de 2022, o Parlamento Europeu aprovou o Mecanismo de Ajuste de Fronteira de Carbono (CBAM, na sigla em inglês), que institui tarifas sobre produtos intensivos em carbono, como o aço. Desde 2024, a lei exige que importadores de ferro, aço e outros materiais relatem as emissões associadas à produção. A partir de 2026, essas empresas pagarão taxas proporcionais à pegada de carbono dos materiais.
Esse mecanismo pode incentivar a descarbonização na UE e para exportadores de aço para o continente, mas fabricantes de aço verde provavelmente precisarão de subsídios para compensar os custos de escalonamento, afirma Charlotte Unger, pesquisadora do Instituto de Sustentabilidade de Potsdam, Alemanha. A Stegra receberá €265 milhões da Comissão Europeia para construir sua planta, além de €250 milhões do Fundo de Inovação da União Europeia.
Enquanto isso, a Stegra está investindo em tecnologias digitais para reduzir custos e aumentar receitas. Olof Hernell, diretor digital da empresa, explica que sistemas semiautomatizados ajudarão a ajustar o consumo de eletricidade conforme os preços oscilam na rede elétrica.
A Stegra também desenvolveu um software próprio de contabilidade de carbono para rastrear as emissões em cada etapa do processo de fabricação. Esse software será comercializado por uma nova subsidiária da empresa. Segundo Hernell, o controle rigoroso das emissões é crucial para justificar o prêmio cobrado pelo aço verde: “Esse valor adicional só faz sentido com a promessa de uma pegada de carbono muito baixa.”
Não é para todos
Enquanto o CBAM estiver em vigor, a Stegra acredita que haverá demanda suficiente para seu aço verde, especialmente se outras iniciativas de precificação de carbono forem implementadas. A empresa confia em ser a primeira a levar o produto ao mercado e espera que os custos diminuam ao longo do tempo.
No entanto, para que o aço verde impacte amplamente o mercado ou permaneça viável quando outras empresas começarem a produzir em escala significativa, seus custos de fabricação precisarão competir com os do aço convencional.
Mesmo com boas perspectivas na Europa, o modelo de produção da Stegra pode não ser economicamente viável em outras partes do mundo no curto prazo. Poucas regiões possuem acesso abundante a eletricidade limpa e uma infraestrutura energética robusta. Além disso, o norte da Suécia é rico em minério de alta qualidade, ideal para o método de redução direta com hidrogênio, diz Chris Pistorius, engenheiro metalúrgico e codiretor do Centro de Pesquisa de Ferro e Aço da Carnegie Mellon University.
Segundo Pistorius, é possível produzir aço verde a partir de minério de baixa qualidade, mas isso aumenta o consumo de eletricidade e desacelera o processamento.
Na UE, outros projetos de siderurgia com base em hidrogênio estão sendo desenvolvidos. A tecnologia Hybrit, criada pela SSAB, pela mineradora LKAB e pela produtora de energia Vattenfall, segue um processo similar ao da Stegra. A LKAB pretende concluir uma planta de demonstração em 2028 em Gällivare, também no norte da Suécia, mas enfrenta atrasos devido a questões de licenciamento ambiental.
Nos Estados Unidos, a Boston Metal trabalha para comercializar uma técnica diferente, que utiliza eletrólise para quebrar as ligações no óxido de ferro, produzindo calor extremo. Esse método gera ferro purificado que pode ser convertido em aço, mas ainda não foi comprovado em larga escala. A Boston Metal espera licenciar sua tecnologia em 2026.
Essas novas tecnologias, inicialmente, terão custos elevados, e os consumidores ou governos precisarão absorver a diferença, afirma Jessica Allen, especialista em produção de aço verde da Universidade de Newcastle, na Austrália.
No caso da Stegra, ambos parecem dispostos a arcar com os custos. Porém, será mais difícil fora da UE. Além disso, para que o aço verde reduza substancialmente as emissões do setor, será necessário um portfólio diversificado de técnicas bem-sucedidas.
Mesmo assim, como pioneira, a Stegra desempenha um papel crucial, afirma Allen. Seu desempenho influenciará a percepção do aço verde por anos. “Correr riscos e realmente construir … é exatamente o que precisamos”, conclui. “Precisamos de mais empresas assim.”
Por enquanto, a planta da Stegra, erguendo-se nas florestas boreais do norte da Suécia, representa o esforço líder da indústria. Quando começar a operar em 2026, será a primeira prova de que é possível produzir aço em escala industrial sem liberar grandes quantidades de dióxido de carbono—e, tão importante quanto, de que os consumidores estão dispostos a pagar por isso.
Douglas Main é jornalista e ex-editor sênior da National Geographic.
Douglas Main
