Здравствуйте, дорогие мои читатели!
Вероятные пути, в принципе, одинаковы для всех промышленно развитых стран. Какой путь выберем мы? Не знаю. А что за рубежом?
В 2020 году Великобритания произвела менее 2% электроэнергии от общего количества, благодаря сжиганию угля, несмотря на то, что всего семь лет назад, напротив, благодаря углю была выработана большая часть электроэнергии.
С каждым годом генерация электроэнергии в стране становится чище, экологичнее, но есть один сектор, где это богатое углеродом ископаемое топливо по-прежнему трудно заменить: сталелитейное производство.
В случае одобрения проекта Woodhouse Colliery угольная шахта в Камбрии станет первой угольной шахтой, открытой в Великобритании за 30 лет, и будет производить для сталелитейной промышленности 2,7 миллиона тонн коксующегося угля ежегодно.
Сталь имеет высокое соотношение прочности к весу и относительно дёшева в производстве - качества, которые делают этот материал бесценным в строительстве и автомобильной промышленности. В качестве основного компонента ветряных турбин сталь также будет играть важную роль в процессе перехода к зелёной энергетике.
Отчасти поэтому прогнозируется, что к 2050 году мировой спрос на сталь возрастёт более чем на треть . Однако, для Земли это плохо, поскольку на сталелитейное производство уже приходится 7% выбросов CO2 во всем мире и 2,7% выбросов в Великобритании .
Мир должен найти способ производить много стали, при этом сокращая углеродные выбросы. Независимый правительственный комитет по изменению климата рекомендовал снижение практически до нулевого уровня углеродные выбросы к 2035 году. Так каков же наилучший путь к низкоуглеродистой сталелитейной промышленности?
Как сделать сталь?
Для производства стали железную руду добывают, перерабатывают и затем легируют углеродом и другими элементами. Коксующийся уголь, вид угля с высоким содержанием углерода, играет три различные роли в производстве стали. Он помогает превратить железную руду в железо, переработать железо в сталь, и как сырье, участвующее в этих процессах.
На интегрированном сталелитейном заводе коксующийся уголь нагревают примерно до 1100°C, для получения чистой формы углерода, называемую коксом. Кокс превращает руду в железо в доменной печи, реагируя с кислородом и с образованием окиси углерода. Одна молекула железной руды вступает в реакцию с тремя молекулами окиси углерода, оставляя два атома железа и три молекулы углекислого газа. Парниковый газ затем выбрасывается в атмосферу в виде отходов.
Наконец, железо превращается в сталь путём изменения содержания углерода в кислородной печи. Во всем мире 90% стали, производимой из железной руды , производится с использованием этого процесса .
Углеродно-нейтральная сталелитейная промышленность могла бы заменить уголь на каждом этапе этого процесса. Но на данный момент уголь в большинстве случаев остаётся самым экономичным вариантом.
Каковы альтернативы?
Интегрированные сталелитейные заводы – не единственное место, где производится сталь - 630 миллионов тонн стального лома перерабатывается каждый год , экономя много энергии и сокращая углеродные выбросы на 950 миллионов тонн, что больше , чем ежегодные выбросы всего транспортного сектора ЕС . Переработка отходов в основном происходит в электродуговой печи , где электричество используется для плавки и переработки металлолома .
Но этот процесс сильно зависит от огромного количества металлолома, и исследование 2015 года показало, что 85% нержавеющей стали уже перерабатывается после ее первого использования . В Европе мал объём металлолома, для серьёзного увеличения его доли в производстве стали, поэтому производство стали из железной руды все ещё будет необходимо в будущем.
Прямое восстановление железной руды с образованием железа-это ещё один процесс, который потребляет меньше энергии, чем доменная печь. Природный газ является предпочтительным ископаемым топливом для 90% заводов, использующих этот метод, и сосредоточенных на Ближнем Востоке и в Северной Америке, где цены на газ достаточно низкие. В 2018 году таким способом было произведено всего 100,5 млн. тонн стали – всего 5,6% от общего объёма.
Прямое восстановление железной руды с использованием водорода, вырабатываемого посредством электричества – иначе известного как зелёный водород, – а затем переработка его в электродуговой печи, также работающей на зелёном электричестве, является одним из методов производства низкоуглеродистой стали . Использовать уголь на интегрированных сталелитейных заводах, возможно, но в этом случае требуется улавливать и либо использовать , либо хранить выделяющийся Co2 .
Прямой электролиз , при котором железная руда превращается непосредственно в сталь с помощью электричества, также имеет потенциал, но он далёк от коммерческой жизнеспособности.
Поскольку время поджимает, самый верный путь к крайнему сроку - декарбонизации 2035 года - использовать метод прямого восстановления водородом в электродуговых печах или использовать уголь на интегрированных сталелитейных заводах с улавливанием и хранением углерода. В глобальном масштабе и то, и другое, вероятно , сыграет свою роль .
В Великобритании недавно опубликованная стратегия промышленной декарбонизации не определяет, какие технологии должны использоваться, и поэтому не исключает дальнейшего использования коксующегося угля до тех пор, пока выбросы углерода не будут полностью перехватываться для дальнейшего использования или хранения.
Улавливание углерода уже является конкурентоспособным вариантом обезуглероживания промышленных процессов, таких как производство аммиака . Но CO ₂ смешивается с другими газами в выбросах сталелитейных заводов , что затрудняет процесс улавливания.
В глобальном масштабе вполне вероятно, что уголь будет по-прежнему использоваться для производства стали в 2030-х годах и далее из-за длительного цикла жизни существующих заводов и незрелости низкоуглеродистых альтернатив. К счастью, использование угля в сталелитейном производстве к 2050 году все ещё будет совместимо с Парижским соглашением , если выбросы будут составлять 40% от сегодняшнего уровня и около трети из них будут перехватываться. Водород и электрификация сделают всю остальную работу.
Использование угля в сталеплавильном производстве не должно прекращаться немедленно, но гарантия того, что будущее сталеплавильного производства будет низкоуглеродистым, требует действий уже сейчас. Дальнейшее использование угля должно сопровождаться радикальными улучшениями в технологии улавливания и хранения углерода – именно здесь промышленность должна показать, что может идти в ногу со временем.
Дорогие мои читатели!
Я стараюсь рассказать Вам о разных сторонах жизни, и не только в нашей стране.
Прошу Вас не лениться и оставлять комментарии, ведь Ваше мнение не менее важно для всех кто читает статью, и для меня в том числе.
Ставьте лайк, выражайте своё отношение к каналу.
Подписывайтесь, не теряйте его в массе других, если Вам интересно!
В статье , в том числе , использован материал « Steel is vital to the green transition – here’s how to scrub out the industry’s emissions ».
