Какво имаме предвид, когато говорим за нисковъглеродна стомана

Историята на нашата индустрия по много начини отразява обществата, в които работим, и след индустриалната революция производството на желязо и стомана се захранва от въглища.

 

Сега това се променя и стоманодобивната индустрия, подобно на останалата част от обществото, се трансформира, за да предоставя продукти и услуги в бъдеще, в което емисиите на въглероден диоксид и други парникови газове са силно ограничени.

 

Езикът, свързан с тази промяна, все още се развива и следователно голямо разнообразие от изрази се използват от различни заинтересовани страни.

Тези изрази често се използват взаимозаменяемо, но понякога могат да означават много различни неща. Какво да правим с все по-разнообразното използване на израза зелена стомана? За някои това е просто маркетингов термин без определение или граница.

В другата крайност, някои смятат, че това е термин, който се нуждае от сертифициране, обхващащ цялата сфера на устойчивостта.

И проблемът не е само в зелената стомана. Моята зелена стомана вашата чиста стомана ли е или стомана с нулев въглерод? И къде е границата между стомана с нулево нетно съдържание на въглерод, стомана с нулев въглерод и стомана с ниско съдържание на въглерод?

 

В worldsteel въвеждаме някои дефиниции, които ще дадат яснота какво имаме предвид, когато говорим по тези теми.

 

Нашата индустрия и нашите членове работят за разработването и пускането на нова фамилия от стоманени продукти, произведени с много по-ниско въглеродно натоварване, отколкото в миналото.

Тованисковъглеродна стоманасе произвежда с помощта на технологии и практики, които водят до отделяне на значително по-ниски емисии от конвенционалното производство.

През 2021 г. повечето стомана се произвеждат с помощта на редуктори на основата на изкопаеми горива; въпреки това много производители на стомана са въвели или разработват технологии, които значително намаляват емисиите от основния процес на производство на стомана. Примерите включват:

• Aço Verde do Brasilизползва 100 процента дървени въглища за производство на нисковъглеродни продукти от желязо и стомана.
• ArcelorMittalизгражда мащабно съоръжение в Гент, Белгия за преобразуване на отпадъчни газове от стоманодобивни заводи в етанол, който може да се използва в широк спектър от приложения, включително производството на синтетични горива. Подобен търговски обект започна работа през 2018 г. вShougang Steelв Китай, произвеждайки 30 милиона литра етанол за продажба през първата година на работа.
• ПриEmirates Steel в Обединените арабски емирства до 800kt CO2 годишно се улавят от богатия на CO2 газов поток от завода за производство на желязо, преди да бъдат инжектирани в зряло нефтено поле за постоянно съхранение
• EВРАЗRocky Mountain Steel в Колорадо преминава от въглища към слънчева енергия. Заводът EVRAZ ще бъде най-голямата слънчева централа на място в страната, предназначена за един клиент.
• HBIS, водещ китайски производител на стомана, изгражда демонстрационен проект за водородна металургия DRI с капацитет от 1,2 милиона тона. Проектът ще използва зелени и сини водородни технологии, за да проучи пътя към нулеви емисии на CO2 от процеса на производство на желязо и стомана.
• НукорМикромелницата в Седалия, Мисури, е първата стоманодобивна фабрика в САЩ, работеща с вятърна енергия. Централата е партньорство между стоманодобивната компания и местната комунална компания, която ще захранва централата след споразумение за закупуване на електроенергия между компаниите.
• Тата стоманаразработва иновативна нова технология за топене чрез своя проект HIsarna. Технологията HIsarna може да произвежда желязо без коксови пещи или съоръжения за агломерация, произвеждайки богат на CO2 поток от отпадъчни газове, идеално подходящ за CCS.
• thyssenkrupp Steel иNippon Steel Corporationстартираха серия от тестове за използването на водород в работеща доменна пещ, насочени към значително намаляване на емисиите на CO2, възникващи по време на производството на стомана.
•  

Стоманата, произведена по всички тези технологии, може да се счита занисковъглеродна стомана, въпреки че е вероятно това, което сега се счита за нисковъглеродна стомана, да е различно до 2050 г., когато регулирането, обществените очаквания и технологиите се променят напълно.

 

Много други изрази се използват в нашата индустрия и от заинтересованите страни за означаване на стомана, произведена чрез тези производствени технологии от следващо поколение.

 

worldsteel предпочита и използва нисковъглеродна стомана, тъй като, подобно на „нисковъглеродното електричество“, смятаме, че е интуитивно по-лесно за разбиране и значението му е ясно.

Зелена стоманасе използва и тълкува от много различни страни, за да означава различни неща, често в контекста на маркетинга на нови по-екологични продукти. Използва се за обозначаване на стомана, произведена с помощта на революционна технология, стомана, произведена от скрап, повторно използвана и преработена стомана и конвенционална стомана с емисии, компенсирани чрез оттеглянето на въглеродни единици или квоти. Предвид тази присъща липса на яснота и разнообразие от значения „зелена стомана“ не е израз, използван от worldsteel.

 

Да бъдеш истинскинулев въглерод,стоманата ще трябва да се произвежда без никакви емисии на CO2. Това е много висока летва за достигане и е трудно да се измисли производствена технология, която да постигне това през 2021 г.

 

Мнозина може да се движат към това, но нулата е абсолютна и вероятно непостижима без използването на компенсации за остатъчни въглеродни емисии. Тези остатъчни емисии могат да възникнат във веригата на доставки, от използването на електроди, съдържащи въглерод, или използването на природен газ в свързани процеси.

 

В крайна сметка стоманата трябва да съдържа въглерод, тъй като това я отличава от чистото желязо. Докато този основен легиращ въглерод може да бъде получен от неизкопаеми източници, неговото присъствие прави стоманата с нулев въглерод нещо като погрешно название.

 

Ако обаче може да се постигне баланс между парниковите газове, отделяни в атмосферата при производството на стомана, и емисиите, отделяни от атмосферата чрез поглъщане, получената стомана може да се нареченетна нула, иливъглеродно неутрална стомана.

 

Производството нанетно-нулева стоманаможе да изисква компенсации в други сектори за постигане на истинска неутралност и е важно, ако се направят твърдения за въглеродна неутралност, производителите да са прозрачни относно границите, своите счетоводни методологии и качеството и надеждността на всички използвани компенсации.

 

Няколко стоманодобивни компании започват да излизат на пазарабез вкаменелости стомана. Стоманата без изкопаеми горива е стомана, произведена без използване на изкопаеми горива като въглища или природен газ, нито енергия, получена от изкопаеми горива.

 

Цялата стомана без изкопаеми горива ще бъде с ниско съдържание на въглерод, но не всяка стомана с ниско съдържание на въглерод може да бъде описана като без изкопаеми горива. Например, нисковъглеродната стомана, произведена в съоръжение, използващо улавяне и съхранение на въглерод (CCS), все още може да използва природен газ или въглища, но да предотвратява емисиите на CO2 в атмосферата. Ако биомасата играе роля, ще бъде важно да се гарантира, че тя е отговорно добита[1].

 

Чиста стоманае технически израз, използван в стоманодобивния сектор за обозначаване на стомани, съдържащи ниски нива на примеси, оксиди, включвания или ниско или свръхниско ниво на въглерод, разтворен в метала. Фразата е често използвана, включително от worldsteel в нашето „Проучване за чистата стомана“ от 2004 г. и означава нещо конкретно. Като такъв worldsteel не се отнася до „чиста стомана“ в контекста на изменението на климата.

 

Без въглеродсъщо е труден израз за свързване със стоманата, в края на краищата стоманата без въглерод е желязо и съдържанието на въглерод в стоманата е прецизно контролирано, за да се постигнат свойствата, изисквани в конкретна партида. Въглеродът ще трябва да бъде добавен към желязото с редуциран водород, за да се превърне в стомана чрез процеса на рафиниране.

 

Разговорът за изменението на климата често се води от гледна точка на необходимостта отдекарбонизирамобщество. worldsteel обикновено не използва този израз за обозначаване на производството на стомана, тъй като емисиите от производството на стомана не трябва да съдържат парникови газове/CO2, а не самият процес.

 

Много обещаващи революционни технологии ще продължат да използват въглерода като химически редуциращ агент, но ще предотвратят отделянето на вредни парникови газове в атмосферата. Така че, докато емисиите от нашата индустрия в крайна сметка ще бъдат декарбонизирани, самият процес на производство на желязо може да не бъде.

 

Революционна технологияпроизвежда нисковъглеродна стомана по коренно различен начин от конвенционалната доменна пещ, DRI или EAF технология. Примери за революционна технология, която се разработва, включват намаляване на водорода, прилагане на CCS, електролиза на желязна руда, набор от технологии за използване и съхранение на въглероден диоксид (CCUS) и нови процеси за намаляване на топенето.

 

Водороде ключов вектор, който ще позволи емисиите на парникови газове от сектора на желязо и стомана да бъдат значително намалени и много от членовете на worldsteel проучват тази технологична опция. На водорода често се приписва цвят в зависимост от нисковъглеродните му характеристики.

 

Когато worldsteel говори за нисковъглероден водород, имаме предвид:

• Зелен водородсе произвежда чрез електролиза на вода, захранвана от възобновяема електроенергия.
• Син водородсе произвежда от природен газ чрез процес на преобразуване на метан с пара, комбиниран с CCS.
• Водородможе също да се произвежда чрез електролиза с използване на други източници на нисковъглеродно електричество, като ядрено или CCS. Ние също така считаме това за нисковъглеродно.
• Изкопаем водородсе произвежда от непреработени изкопаеми горива, главно:
• Сив водородсе произвежда от природен газ чрез процеса на преобразуване на метан с пара, без CCS, така че CO2 се отделя в атмосферата.
• Кафяв или черен водородсе произвежда чрез газификация на въглища и води до значително по-високи емисии на парникови газове в сравнение с други нюанси.

 

засилвам сее 4-процесът на worldsteel за преглед на ефективността на етапа. step up има за цел да подобри ефективността на производството на стомана сега, за да подпомогне нашите членове да управляват своите обекти на ниво на производителност, съизмеримо с най-ефективните обекти в света. step up е преходна програма и не трябва да се разглежда като предоставяща решение на предизвикателствата на стоманодобивната индустрия, свързани с изменението на климата.

 

[1] Съществуват редица схеми за сертифициране на отговорна биомаса, например Съветът за управление на горите