Зеленая сталь
Поскольку страны во всем мире стремятся строить и расширять города и инфраструктуру, все они питают ненасытный аппетит к стали. Так, по оценкам экспертов, потребление стали в России к 2030 вырастет до 39 миллионов.
Правительства стран и отрасли промышленности во всем мире стремятся сократить выбросы углерода для достижения целей по чистому нулевому выбросу. Около 75% стали по-прежнему производится в угольных доменных печах, которые выбрасывают в атмосферу большое количество углекислого газа.
Для нагрева печей до температуры выше 1000°С требуются огромные затраты энергии. На производство стали приходится около 8% глобальных выбросов. Углекислый газ вызывает парниковый эффект, что приводит к увеличению температуры на Земле. Потепление вызывает таянье ледников, вымирание животных, смещение природных зон, природные катаклизмы, проблемы с продовольствием и так далее.
Поэтому ясно, что очистка одного из крупнейших промышленных источников загрязнения является ключом к решению проблемы изменения климата. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), выбросы от производства стали должны быть сокращены на 50% к 2050 году, а затем продолжать падать, чтобы соответствовать мировым климатическим целям.
Но как этого добиться? Некоторые считают, что ответом является «зеленая» сталь.
Что такое «зеленая» сталь?
По сути, «зеленая» сталь — это производство стали без использования ископаемого топлива.
Так называемый «зеленый водород» — это одно из решений, которое уменьшит углеродный след сталелитейной промышленности.
«При сгорании водород выделяет только воду. И если этот водород производится с помощью электролиза, используя только воду и возобновляемую электроэнергию, то он полностью свободен от выбросов CO₂», — сообщает Mitsubishi Heavy Industries Group (MHI). По словам MHI, водород также может быть низкоуглеродным, если он производится с использованием ископаемого топлива и технологий улавливания, использования и хранения углерода (CCUS). Это известно как «голубой водород».
Проще говоря, когда водород и кислород соединяются, то водород сгорает и образуется молекула воды. Во время сгорания выделяется много энергии — на водородном топливе запускают ракеты. Так как после горения получается вода, то снова гореть и отдавать тепло она не может. Но если молекулу воды обратно разделить на водород и кислород, то эти элементы снова смогут взрываться и выделять тепло и энергию. И это всё без выделения углерода в атмосферу.
Электрические дуговые печи являются еще одним вариантом. Эти печи постепенно вытесняют доменные, но они не всегда питаются от возобновляемых источников (солнечная энергия, ветро- и гидроинергетика и т.д.), и поэтому производимая ими сталь не всегда может быть экологически чистой.
Почему вся сталь не может быть «зеленой»?
Некоторые из крупнейших мировых производителей планируют сократить углеродный след за счет увеличения использования электрических печей. Но в отчете неправительственной организации Global Energy Monitor говорится, что переход от традиционных доменных печей к электродуговым печам «застопорился» и значительно отстает от целей обезуглероживания.
В отчете говорится, что 31% текущих заводов по производству стали использует электропечи, но только 28% строящихся производств будут использовать эту технологию. «Нам необходимо прекратить инвестировать в оборудование для доменных печей, работающих на угле, и ускорить переход к производству стали в электродуговых печах», — заявила автор отчета Кейтлин Свалек.
Водородное решение также сталкивается с трудностями. «Настоящим препятствием для «зеленой» стали является труднодоступность низкоуглеродистого водорода», — говорит технический директор MHI.
«Для расширения масштабов этой технологии потребуется огромное количество зеленого или синего водорода».
Стоимость зеленой стали
Для масштабного производства чистого водорода потребуются миллиарды долларов инвестиций в производство возобновляемой энергии.
Крупнейший производитель стали в Европе ArcelorMittal заявил Financial Times, что декарбонизация его операций на континенте в соответствии с целями ЕС может стоить до 40 миллиардов долларов.
Но ЕС всё равно стремится достичь нулевого уровня выбросов к 2050 году. Его план REPowerEU поставил цель увеличить использование возобновляемого водорода к 2030 году.
Китай также обязался достичь углеродной нейтральности к 2060 году, что потребует сокращения выбросов его сталелитейных заводов, на долю которых приходится треть общего загрязнения CO₂. В настоящее время Китай производит половину мировой стали.