Эко-сталь: ученые нашли способ сделать "грязное" сталелитейное производство почти полностью безвредным для планеты
Новая идея декарбонизации производства выглядит одинаково хорошо как для бизнеса, так и для экологии планеты – это само по себе редкость. Эта система обещает радикально сократить выбросы углекислого газа сталелитейных заводов на 70%, при этом получая прибыль и используя существующие доменные печи.
Железо и сталь составляют структурную основу современной жизни, но на их долю приходится около 8% глобальных выбросов углерода, что делает их крупнейшим источником промышленных парниковых газов. Путь к 100% чистому будущему достаточно ясен: откажитесь от доменных печей и восстановителей коксового обожженного угля и замените их электродуговыми печами, работающими на экологически чистой энергии, и экологически чистыми водородными восстановителями. Так вы сможете получить сталь с обычной водой в качестве единственного побочного продукта.
Вот в чем проблема: сейчас человечество производит где-то около двух миллиардов тонн стали в год во всем мире, и процент экологически чистого металла в нем настолько мал, что в 2021 году стало большой новостью, когда блок такой стали действительно был доставлен покупателю. Это колоссальная отрасль с огромным количеством активов, объектов и оборудования, уже полностью функционирующих и построенных на века.
Переход на электродуговую печь — нетривиальное занятие. По данным второго по величине производителя стали в мире, он обойдется в сумму от $1 100 000 000 до $1 700 000 000, не считая расходов, связанных с существующими активами доменных печей. «Зеленый» водород еще недоступен в необходимых масштабах, и, таким образом, себестоимость производства эко-стали на 60% выше, чем грязного материала.
Таким образом, сталь из доменных/конвертерных печей (BF-BOF) будет иметь оборот на рынке еще как минимум несколько десятилетий, и именно поэтому эта новая система модернизации, разработанная Бирмингемским университетом, может стать одним из самых важных достижений года в области экологически чистых технологий. Даже несмотря на то, что она не полностью «зеленая».
Как сделать производство стали экологичным и дешевым
Говоря кратко, новый подход заменяет около 90% кокса, используемого в доменной печи, с непосредственным впрыском моноксида углерода. Угарный газ поступает из системы, которая улавливает и рециркулирует собственный выхлопной «колошниковый газ» печи, отделяя при высоких температурах угарный газ, двуокись углерода, водород и газообразный азот. Эти газы затем направляются через окислительно-восстановительную систему с двумя реакторами, которая удерживает углерод внутри замкнутого контура.