Biopohjaisten pelkistysaineiden mahdollisuudet ja tulevaisuuden tutkimussuunnat prosessimetallurgian laboratoriossa

Transkriptio

1 Biopohjaisten pelkistysaineiden mahdollisuudet ja tulevaisuuden tutkimussuunnat prosessimetallurgian laboratoriossa Koksiseminaari Hannu Suopajärvi

2 Sisältö Tausta Biomassan tutkimus maailmalla Bioreducer-projektin tavoitteet Tuloksia (Bioreducer, Väitöstyö) Biomassa metallurgisissa prosesseissa Biomassan termokemialliset konversioreitit ERP:n korvaaminen puuhiilellä (Case integroitu terästehdas) Biomassan tarve (esimerkki) ja saatavuus Kokeellinen tutkimus laboratoriossa biomassan hyötykäyttöön liittyen Puuhiilen tuotantokustannukset Biomassan käytön tutkimus tulevaisuudessa laboratoriossa Lähteet

3 Tausta Fossiilisten CO 2 päästöjen pienentäminen Terästeollisuus tuottaa noin 5-7 % fossiilisista CO 2 päästöistä Suomessa Ruukki tuottaa vuosittain noin 4 5 Mt CO 2 (noin 6-7 % of CO 2 päästöistä Suomessa, metallinjalostusteollisuus yhteensä noin 10 %) Terästeollisuuden keinot pienentää fossiilisia CO 2 päästöjä Materiaalien ja energian käytön tehostaminen Prosessi-integraatio Uudet teknologiat Yleiset ohjurit Energiatehokkuussuunnitelmat Päästökauppa BAT/BREF Ympäristömääräykset

4 Tausta EU:n pyrkimykset vähähiiliseen talouteen vuosille 2030 ja 2050 ovat kunnianhimoiset Perusvuotena 1990 (Teollisuus) % vähennys % vähennys Miten sovelletaan käytäntöön? Miten teräs/metalliteollisuus pystyy tähän vastaamaan?

5 Eurooppalaisen terästeollisuuden vastaus ULCOS Eurooppalainen konsortio, jonka tarkoituksena pienentää terästeollisuuden CO 2 päästöjä 50 % tämän hetken teknologioihin verrattuna Tutkimuskohteet: Masuunin huippukaasun kierrätys Hisarna (suorasulatus) Ulcored (paranneltu suorapelkistys) Ulcowin (elektrolyysi) CCS mukana Fossiilisten pelkistimien korvaaminen biomassalla Pääpaino kuitenkin teknologioiden kehityksessä

6 Biomassan käytön tutkimus Brasiliassa käytetään minimasuuneissa sekä kappalekoossa että injektoituna Tutkimusta biomassan käytöstä eri prosesseissa Masuuni Koksin mukana Injektoituna pulverisoidun kivihiilen tapaan Sintraamo Korvattu osa polttoaineesta EAF Energiantuoja ja kuonan kuohutus DRI Synteesikaasun tuottaminen biomassasta SAF Koksin mukana Ng et al. (2011) Reactivity of bio-coke with CO 2

7 Biomassan käytön tutkimus Tutkimusmetodit Pulverisoitu puuhiili Puuhiilen rakenne (huokoisuus) Reaktiivisuus Kaasuuntuminen Prosessimallinnus ja simulointi Biokoksi Koksin reaktiivisuuden ja lujuuden muutos Erilaisia puuhiiliä ja eri kappalekoossa Noin 5 % puuhiiltä voitaneen lisätä kivihiili-mixiin Tutkittuja raaka-aineita mm. eukalyptus ja maatalouden tähteet Tutkimusta mm. Keski-Euroopassa, Australiassa, Kanadassa ja Brasiliassa

8 Bioreducer tavoitteet Kartoittaa mielekkäiden kuljetusetäisyyksien päässä Rautaruukin Raahen terästehtaalta olevat, korkean H/C-suhteen omaavat materiaalit. Arvioida kullekin bioraaka-aineelle mielekkäin käyttöolomuoto (s,l,g) pelkistimenä ja teknologioita niiden tuottamiseen. Määritellä tekniset muutostarpeet, uudet mahdollisuudet ja muutosten vaikutukset niin käyttökohteessa kuin tehtaan vaikutuspiirissä olevassa muussa tuotantoketjussa. Arvioida aikaansaatavaa GHG-päästövähenemä ja vaikutusta toiminnan kestävyyteen (sustainability).

9 Bioreducer:n tuloksena saadaan Realistinen näkemys biopohjaisen pelkistysaineen mahdollisen käytön laajuudesta metallurgisessa teollisuudessa Pohjois- Pohjanmaalla, Koillismaalla ja Perämeren kaaren alueella. Uutta ja koottua tietoa erityyppisien biomateriaalien ominaisuuksista ja niiden käyttöönottoskenaarioiden edellyttämistä investoinneista ja muista muutoksista. Tarkka ja monipuolinen kuva niin taloudellisesti kuin ympäristön kannalta erilaisien biomateriapohjaisen pelkistysaineen mahdollisuuksista ja merkityksestä, ja mahdollisista yksityiskohtaisemmista jatkotutkimustarpeista. Aikataulu Hanke on alkanut ja päättyy (jatkoaikahakemus hyväksytty)

10 Bioreducer:n johtoryhmä

11 Biomassan mahdollisuudet metallurgisissa prosesseissa Masuuni suurin hiilen käyttäjä (Raahe, Koverhar) Masuunissa käytetään monia pelkistimiä: koksi, kivihiili, maakaasu, muovi, koksaamokaasu Biomassasta voidaan valmistaa lähes fossiilisia pelkistimiä vastaavia Tietyt kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet ovat erilaisia

12 Termokemialliset konversioreitit ja tuotteet Hidas pyrolyysi Puuhiili, saanto 30 % (k.a.) Lämpöarvo n. 30 MJ/kg Energiasaanto n. 50 % Nopea pyrolyysi Bioöljy, saanto m-% (k.a.) Lämpöarvo n MJ/kg Puuhiili saanto % Kaasutus Kaasusaanto kiinteästä % Energiasaanto n. 80 % Vaatii H 2 O ja CO 2 poiston Entrained flow-kaasutus Kaasutus+metanointi Energiasaanto jopa n. 70 % Epäsuora tai kiertoleijupetikaasutus Vaatii H 2 O ja CO 2 poiston Kallis investointi

13 Hidas pyrolyysi Useita teknologioita Pystyretortti Lurgi: t biohiiltä 2 retortissa Tunneliretortti O.E.T Calusco: biohiiltä t Rumpupyrolysaattori Pacific pyrolysis: Valmius noin t biohiiltä laitoksen toimittamiseen Ruuvipyrolysaattori Pyreg: 350 t biohiiltä Preseco (Suomi) energiatehokkuus 90 % Suuren mittakaavan hiiletyksestä kokemuksia myös Suomessa (Vapon turvekoksitehdas) Energiasaanto jopa 80 % t turvekoksia t turvebrikettejä Lämpöä ja sähköä

14 Fossiilisten pelkistinten korvaaminen masuunissa Systeemitarkastelu: puuhiili masuunissa Puuhiili systeemin ulkopuolelta Puuhiili tuotetaan systeemin sisällä ja sivutuotteet poltetaan voimalaitoksella (kapasiteetin oletetaan riittävän) Tarkasteltiin, miten systeemin energiavirrat ja ympäristökuorma muuttuisivat eri tapauksissa

15 CO 2 päästöt verrattuna kirjallisuuteen

16 Fossiilisten pelkistinten korvaaminen masuunissa Hyvälaatuinen puuhiili on jopa parempaa kuin kivihiili Saannon kustannuksella Korvaamalla ERP (90 kg/trr) puuhiilellä (103.5 kg/trr) voidaan vähentää CO 2 päästöjä noin 15.4 % Lisäämällä edelleen injektio 150 kg/trr saadaan vähennys 26.4% Mikäli tällainen määrä tuotetaan puuhiiltä vuodessa, voisi sivutuotteilla tuottaa merkittävän määrän CO 2 -neutraalia sähköä

17 Onko raaka-ainetta? Puun mahdollinen tarve: Case Ruukki Mikäli kiinteän pelkistimen injektointilaitteisto Pulverisoitua kivihiiltä injektoidaan yleisesti noin 150 kg/trr Päästy jopa 200 kg/trr tasoon Vaatii investoinnit Tällöin tarvittavan puun määrä kasvaisi todella suureksi Puuhiilen määrä jopa t Puun tarve jopa 3.4 Mm 3 Oletukset Kostean puun tiheys 850 kg/m3 Raakaraudan tuotanto 2.4 Mt Tuorekosteus 50 % Pyrolyysin saanto 33 % kuiva-aineesta Miljoonaa kuutiota kg/trr 200 kg/trr

18 Onko raaka-ainetta? Vaihtoehtoja on paljon Useita primääri- ja sekundääriraakaaineita Energiapuu Kierrätys- ja jätepuu (Muovi) Energiakasvit Sahateollisuuden jakeet Selluteollisuuden jakeet (Mäntyöljy, mäntyöljypiki, ligniini) Prosessi-integraatio yi teollisuusrajojen Mitkä sopivat metallurgisen teollisuuden käyttöön? Taloudelliset realiteetit? Tukkipuu Sahateollisuus Sahatuotteet Hake Hake, Kuori, Puru Hake, Kuori, Puru Sellu- ja paperi metsäteollisuus Kierrätyspuu Puupohjainen biomassa Kuitupuu Mustalipeä, ligniini Raakamäntyöljy Kemianteollisuus Kuluttajat Mäntypiki Energiapuu Energiateollisuus Terästeollisuus

19 Energiapuun saatavuus Metsähakkeen käyttö lämpö- ja voimalaitoksissa oli 6.2 Mm 3 vuonna Tekno-ekologinen potentiaali on 23.3 Mm 3. Arvioitu käyttö lämpö- ja voimalaitoksissa vuonna 2020 noin 14.7 Mm 3. Suopajärvi & Fabritius (2012)

20 Koetoiminta laboratoriossa aiheen parissa ERP+mäntypuuhiili Varsinaisesti ei ole kokeelliseen toimintaan perustuvaa projektia Diplomityö (A. Salo) Masuuni-injektanttien viskositeettimittaukset ERP-puuhiili-, Kivihiiliterva-puuhiili-seos Viskositeetin puolesta noin 15 % (ERP) ja 10 % (kivihiiliterva) kokonaisinjektiomäärästä voisi olla kiinteää puuhiiltä Riippuen kokonaisinjektiomäärästä noin t vuodessa Muita huomioitavia tekijöitä ovat seoksen tarvitsema sekoitus, laitteistojen ja putkistojen kuluminen, suuttimien tukkeutuminen, seoksen pisaroituminen, jne. Kivihiiliterva+mäntypuuhiili

21 M. Iljana Koetoiminta laboratoriossa aiheen parissa: Bioreducer Bioreducer M. Iljana Reaktiivisuus, palamiskäyttäytyminen, haihtuvat Reaktiivisuuskoe (TGA-putkiuuni): Dynaaminen ajomalli huoneenlämpötilasta tuhkaksi lämpötilaa nostaen 5 o C/min Kaasuatmosfääri 50% N 2, 35% CO & 15% CO 2 Jatkuvatoiminen näytteen massanmittaus (TGA) Palamiskäyttäytyminen Koelaitteisto: Netzsch STA 409PC Kaasuatmosfääri: N 2 tai ilma Lämpötilan nostonopeus 10 o C/min N 2 -atmosfäärissä koe lopetettiin 900 o C:ssa ja ilma-atmosfäärissä 1200 o C:ssa Syötekaasu (CO, CO 2, N 2 )

22 M. Iljana TG (%) 100 Koetoiminta laboratoriossa aiheen parissa: Bioreducer Näytteet joko hiottu pallomaisiksi (halkaisija n. 12 mm) tai seulottu 4-8 mm fraktioon (kuvaajassa selite 4-8 mm ) Näytteet C-K edustavat eri biohiililaatuja. Rautaruukin metallurginen koksi ja antrasiitti tarjoavat vertailukohteen Antrasiitti, 4-8 mm RR koksi C Africa D, 4-8 mm Sekapuu F, 4-8 mm Kuusi G Turvekoksi H Mänty I J, 4-8 mm Paju K Mänty Turvekoksi Haihtuminen Paju Boudouard Sekalehtipuu Antrasiitti Lämpötila ( o C) Koksi

23 Kaikki näytteet; TG-käyrä, N 2 -atmosfääri TG /% M. Iljana [133] [109] [121] [253] [97] [205] [13] [217] [193] [229] [37] Koksi, RR Koivu, SB Oy Antrasiitti Turvekoksi Kuusihiili, Preseco Turve, SB Oy Sekapuuhiili, Preseco Africa Sekalehtipuu, SB Oy Mänty, SB Oy Paju, SB Oy Main :14 User: PYOMET [#] Instrument File [13] STA 409 PC/PG [37] STA 409 PC/PG [97] STA 409 PC/PG [109] STA 409 PC/... [121] STA 409 PC/... [133] STA 409 PC/... [193] STA 409 PC/... [205] STA 409 PC/... [217] STA 409 PC/... [229] STA 409 PC/... [253] STA 409 PC/ Temperature / C Sekapuuhiili (D) - TYPPI.ngb-ssv Paju (J) - TYPPI.ngb-ssv typessä ngb-ssv tg-ms-antrasiitti typpi.ngb-ssv Koivu (PEKKI) - TYPPI.ngb-ssv Koksi - TYPPI.ngb-ssv Sekalehtipuu (PEKKI) - TYPPI.ngb Turve - TYPPI.ngb-ssv C_Africa - TYPPI.ngb-ssv Mänty - TYPPI.ngb-ssv Turvekoksi G - TYPPI.ngb-ssv Date Identity Sekapuuhiili (D) Paju (J) - typpi Kuusiihiili-F antrasiitti Koivu-PEKKI-N Koksi - TYPPI Sekalehtipuu (PEKKI) ty... Turve (PEKKI) - TYPPI C.Africa - TYPPI Mänty - TYPPI Turvekoksi G - Typpi Sample Sekapuuhiili (D) - AIR Paju (J) - typpi Kuusiihiili-F Koivu-PEKKI Koksi - TYPPI Sekalehtipuu Turve (PEKKI) C.Africa Mänty Turvekoksi G Haihtuvien osuudessa (VM, volatile matter) merkittävää eroavaisuutta puuhiilinäytteiden kesken Pyrolyysiolosuhteet merkittävässä roolissa eikä eroa voida selittää puulajien ominaisuuksilla M S... Range 30/10.0(K/min)/... 25/10.0(K/min)/... 25/10.0(K/min)/... 30/10.0(K/min)/... 25/10.0(K/min)/... 25/10.0(K/min)/... 25/10.0(K/min)/... 25/10.0(K/min)/... 25/10.0(K/min)/... 25/10.0(K/min)/... 25/10.0(K/min)/... Atmosphere C <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas> <no gas>/--- / NITROGEN/60 / <no gas <no gas>/--- / NITROGEN/60 / <no gas AIR(80/20)/60 / <no gas>/--- / <no gas> <no gas>/--- / NITROGEN/60 / <no gas <no gas>/--- / NITROGEN/60 / <no gas <no gas>/--- / NITROGEN/60 / <no gas <no gas>/--- / NITROGEN/60 / <no gas <no gas>/--- / NITROGEN/60 / <no gas <no gas>/--- / NITROGEN/60 / <no gas <no gas>/--- / NITROGEN/60 / <no gas Created with NETZSCH Proteus softwar

24 Kaikki näytteet; TG-käyrä, ilma-atmosfääri M. Iljana TG /% Antrasiitti Koksi, RR Koivu, SB Oy Turvekoksi Kuusihiili, Preseco Turve, SB Oy Sekapuuhiili, Preseco Africa 40 Mänty, SB Oy Sekalehtipuu, SB Oy Mänty, SB Oy 20 0 Main :43 User: PYOMET [#] Instrument File [1] STA 409 PC/PG [25] STA 409 PC/PG [49] STA 409 PC/PG [61] STA 409 PC/PG [73] STA 409 PC/PG [85] STA 409 PC/PG [145] STA 409 PC/... [157] STA 409 PC/... [169] STA 409 PC/... [181] STA 409 PC/... [241] STA 409 PC/ Temperature / C Sekapuuhiili (D) - AIR.ngb-ssv Paju (J) - AIR.ngb-ssv Koivu (PEKKI) - AIR.ngb-ssv Koksi - AIR.ngb-ssv tg-ms-antrasiitti air.ngb-ssv ilmassa ngb-ssv Sekalehtipuu (PEKKI) - AIR.ngb Turve (PEKKI) - AIR.ngb-ssv C_Africa - AIR.ngb-ssv Mänty H - AIR.ngb-ssv Turvekoksi G - AIR.ngb-ssv Date Identity Paju, SB Oy Sekapuuhiili (D) Paju (J) - air Koivu-PEKKI Koksi - AIR antrasiitti Kuusihiili-F-air Sekalehtipuu (PEKKI) air Turve (PEKKI) - AIR C.Africa - Air Mänty H - AIR Turvekoksi G - Air Sample Sekapuuhiili (D) - AIR Paju (J) - air Koivu-PEKKI Koksi - AIR - Kuusiihiili-F Sekalehtipuu Turve (PEKKI) C.Africa Mänty H Turvekoksi G M S... Range [61] [157] [169] [241] [73] [25] [1] [145] [181] [49] [85] 30/10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/ /10.0(K/min)/12... Atmosphere C <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas AIR(80/20)/60 / <no gas>/--- / <no gas <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas <no gas>/--- / AIR(80/20)/60 / <no gas Created with NETZSCH Proteus softwar Puuhiilillä palaminen alkaa alhaisemmassa lämpötilassa kuin koksilla ja antrasiitilla , prosessimetallurgian laboratorio

25 M. Iljana Fossiilisten ja biopohjaisten pelkistinaineiden ominaisuuksia Näyte Haihtuvien osuus (p-%) Tuhkapitoisuus (p- %) Kiinteä hiili (p-%) Maksimireaktionopeus (p-%/min) Lämpötila, jossa maksimireaktio-nopeus ( C) Lämpötila, jossa 50 %:n massakonversio ( C) Lämpötila, jossa kaikki hiili palanut ( C) A. Metallurginen koksi, Rautaruukki 0,1 10,1 89,8-2, B. Antrasiitti 6,3 2,4 91,3-4, C. Africa briketti 19,0 6,0 75,0-2, D. Sekapuuhiili, Preseco 17,1 3,4 79,5-4, F. Kuusihiili, Preseco 7,2 1,4 91,4-3, G. Turvekoksi 6,9 5,2 87,9-2, H. Mäntyhiili, Suomen Biosähkö Oy 28,6 1,3 70,1-3, Suurin arvo Pienin arvo Referenssit Preseco I. Sekalehtipuuhiili, Suomen Biosähkö Oy J. Pajuhiili, Suomen Biosähkö Oy K. Turvekoksi, Suomen Biosähkö Oy L. Koivuhiili, Suomen Biosähkö Oy 24,4 0,5 75,1-3, ,2 2,5 61, ,3 5,7 81,0-2, ,9 1,8 92,3-2, Suomen Biosähkö Oy

26 Taloudelliset seikat Biomassa raaka-aine Esim. metsähake 18 /MWh ~ 36 e/k-m 3 ~ 90 /t k.a. käyttöpaikalla Tarvitaan 7 8 k-m 3 yhtä puuhiilitonnia kohti Raaka-aine /t puuhiiltä Olisi suurin menoerä vuodessa (n % vuotuisista menoista) Ohessa esitetty n. 57 MW ( t kuiva-ainetta, t puuhiiltä) tehoisen puuhiililaitoksen tuotantokustannuksia (alustava) Kirjallisuuden pohjalta investointikustannus n. 20 M Noin % puun kemiallisesta energiasta on tuotteissa Noin 50 % puuhiilessä Sivutuotteet täytyy hyödyntää Energiantuotanto, kemianteollisuus Range Investment cost M (IC) Wood cost /t dm (WC) Yield % District heat cost /MWh (DHC) 0 20 Electricity consumption MWh/t dm (EC)

27 Biopelkistinten rooli ja laboratorion intressit Erilaisten biopohjaisten raaka-aineiden karakterisointi Kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet Primääri raaka-aineet Puun eri osat, energiakasvit Sekundääri raaka-aineet Sahateollisuuden sivutuotteet Selluteollisuuden sivutuotteet (Mäntypikiöljy, ligniini) Biomassasta tuotettujen pelkistimien tutkimus Esim. Hiiletysaste Prosessikohtainen (Torrefiointi, hiiletys) Metallurgiset ominaisuudet Vertaaminen fossiilisiin pelkistimiin Käyttäytyminen todellisia prosesseja simuloivissa olosuhteissa Masuuni Uppokaariuuni Prosessien asettamat vaatimukset Raaka-aine, olosuhde, tuote portfolion tuottaminen Vaatii hiiletyslaitteiston ja analysaattoreita

28 Biopelkistinten rooli ja laboratorion intressit Biokoksi Biomassan, torrefioidun biomassan ja biohiilen lisääminen kivihiiliseokseen Aikaisemmissa tutkimuksissa n. 5 % osuus todettu hyväksyttäväksi (CSR, CRI) Sekainjektio Pulverisoidut biohiilet Biobriketti Voitaisiinko saada koksin korviketta, joka täysin CO 2 -neutraali Hiiletyksen aikainen puristaminen Sitojan lisääminen Voisi olla arvokkaampi tuote kuin esim. pulverisoitu kivihiili Prosessi-integraatio mahdollisuudet

29 Biopelkistinten rooli ja laboratorion intressit Laajaa yhteistyötä ja verkostojen rakentamista RFCS-hanke (valmisteilla DL: ): Bio2BF yhdessä Mefosin kanssa Mukana näillä näkymin Innventia, SveSkog, SSAB, LKAB?, Ruukki?, PVO? Huipentuisi LKAB:n koemasuuni-ajoihin Cleen: Yhdessä Itä-Suomen yliopiston kanssa Hitaan pyrolyysin tuotteiden metallurginen karakterisointi PK-yritysten kanssa viritelty erilaisia kuvioita, jaettu tietoa Bioreducer toiminut hyvänä tienraivaajana PYOMET haluaa olla viemässä eteenpäin tutkimusta alueella

30 Yhteenveto Biomassan avulla pystyttäisiin tehokkaasti pienentämään fossiilisten CO 2 -päästöjen määrää terästeollisuudessa Erilaisia biomassajakeita on saatavilla runsaasti Mitkä jakeet soveltuvat pelkistinainekäyttöön, tulisi selvittää Millainen esikäsittely on tarpeen eri prosessien kannalta Biomassan käytön kokonaistaloudellisuuden kannalta on tärkeää, että koko biomassan energiasisältö saadaan hyötykäytettyä Prosessi-integraatio lla vakaa aikomus olla mukana biomassaan liittyvässä tutkimuksessa tuottaen tieteellistä ja käytännöllistä tutkimustietoa

31 Lähteet Iljana M (2011) Bioreducer johtoryhmän kokous Iljana M (2012) Bioreducer johtoryhmän kokous Ng KW, MacPhee JA, Giroux L & Todoschuk T (2011) Reactivity of bio-coke with CO 2. Fuel Processing Technology 92(4): Salo A (2012) Masuuni-injektanttien viskositeettimittaukset. Diplomityö. Oulun yliopisto, Prosessi- ja ympäristötekniikan osasto Suopajärvi H & Angerman M (2011) Layered sustainability assessment framework. METEC InSteelCon. Proc. of 1st Int. Conference on Energy Efficiency and CO2 reduction in the Steel Industry, Düsseldorf, Germany Suopajärvi H & Fabritius T (2012) Effects of biomass use in integrated steel plant gate-to-gate life cycle inventory method. ISIJ International 52(5): Suopajärvi H & Fabritius T (2012) Evaluation of the possibility to utilize biomass in Finnish blast furnace ironmaking. Scanmet IV, June 2012, Luleå, Sweden. Suopajärvi et al. (xxxx) Assessment of the Potential of Substituting Fossil-based Reducing Agents with Biomass in a Finnish Steelworks. Sent for publication in: Renewable and Sustainable Energy Reviews.