Водород меняет будущее производства экологически чистой стали

Эта статья является копией оригинальной статьи на Think.ing.com.

Сталь может существовать как важнейший продукт в современном обществе, но она также является основным источником выбросов CO2. Так какую же роль может сыграть «зеленая сталь» на пути к «чистому нулю»? Хотя в настоящее время он в два раза дороже, чем менее экологически чистые альтернативы, он приносит множество преимуществ – и лишь небольшое увеличение цен на продукцию из тяжелой стали.

Вот дилемма: сталь является ключевым материалом в современном обществе. Оно обеспечивает нас домами, мостами, видами транспорта и необходимым оборудованием и продуктами. Это не просто пережиток старой промышленной революции – сталь также имеет решающее значение в низкоуглеродной экономике. Экологичные виды транспорта, такие как электромобили, электрические автобусы и поезда, требуют огромного количества стали, равно как и ветряные турбины и электролизеры. Поэтому очень жаль, что производство стали также является основным источником глобальных выбросов парниковых газов. Более экологичным альтернативам еще предстоит доказать свою эффективность, и их часто считают непомерно дорогими на высококонкурентном рынке. Тщательная трансформация производственных процессов занимает годы, поэтому изменения часто происходят крайне медленно.

Мировое использование стали в 2022 году

Worldsteel и BNEF

Производство стали — очень энергоемкий процесс, и нынешняя технология в основном основана на использовании угля. Сегодня на его долю приходится 2,7 миллиарда тонн CO2 каждый год, что составляет 7% годовых выбросов во всем мире. Доли примерно удвоились до 15%, 14% и 12% для Китая, Южной Кореи и Японии соответственно. С учетом консенсуса в отношении роста населения мира и повышения благосостояния, ожидается, что к 2050 году спрос на сталь вырастет на 35%, согласно прогнозу. Bloomberg New Energy Finance. Хотя сектор улучшается с точки зрения энергоэффективности, выбросы, вероятно, возрастут, если сталь будет продолжать производиться преимущественно с использованием угля. Это не совсем соответствует цели создания чистой нулевой экономики. Итак, мы собираемся рассмотреть экономическое обоснование возможных технологических решений для сокращения выбросов углерода в сталелитейном секторе. Мы оценим, где мы находимся сейчас, и различное давление, которому в настоящее время подвергаются компании, чтобы достичь чистых нулевых целей. Мы также рассмотрим, какие альтернативные виды топлива могут оказаться лидерами в области технологий по мере совершенствования и адаптации науки. Существует три основные стратегии сокращения выбросов: 1. Закалкаспрос на сталь Это трудная задача, учитывая общее мнение о росте спроса к 2050 году и альтернативах стали, таких как алюминий и бетон, которые также очень углеродоемки. Замена стали другим продуктом, который выделяет много углерода, не является большим шагом вперед в борьбе с изменением климата. Улучшениеэнергоэффективность существующих сталелитейных заводов. Это особенно полезно для старых сталелитейных заводов, работающих на угле, где выбросы можно сократить до 30% за счет использования более высококачественной руды или более эффективных технологий вдувания угля в печь. Эффективность использования материалов также можно повысить за счет использования большего количества переработанной стали, но, поскольку 85% использованной стали во всем мире перерабатывается, уровень переработки уже высок. Большинство стальных изделий также используются десятилетиями, прежде чем их можно будет переработать. В результате переработанной стали недостаточно для удовлетворения растущего спроса, и мир по-прежнему нуждается в больших объемах «первичной стали».3. Применениетехнологические исправления в процесс производства стали. Например, путем электрификации частей процесса с помощью электродуговых печей, работающих на экологически чистом электричестве, или путем улавливания и хранения выбросов углерода от обычного производства стали на основе угля. Эта технология называется улавливанием и хранением углерода (CCS) и оставляет нетронутым нынешний процесс, основанный на использовании угля, в то же время может сократить выбросы на 75-90%. Замена угля синтетическим топливом, таким как водород, является еще одним технологическим решением, которое может значительно сократить выбросы углекислого газа. Если водород производится чистым способом (то есть с использованием голубого или зеленого водорода из низкоуглеродных источников энергии, таких как солнечные панели, ветряные турбины, гидроэнергетика или атомная энергетика). Хотя технологические улучшения являются важным фактором перехода к чистой нулевой экономике, они рискуют получить обратный эффект и парадокс Джевонса: спрос на сталь может вырасти, как только ее воздействие на климат уменьшится.