Черната металургия върви по пътя към "позеленяване"

Възможно ли е тежката металургия да бъде "зелена" и по-конкретно производството на стомана? На пръв поглед едва ли, но един проект, зад който застанаха едни от най-големите шведски компании, се опитва да докаже обратното.

Енергийната компания "Ватенфал" (Vattenfall), производителят на стомана Ес Ес А Бе (SSAB) и минната компания Ел Ка А Бе (LKAB), обединени миналата година в консорциума HYBRIT (Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology - Авангардна технология за производство на желязо чрез водород) успяха неотдавна да добият първата "чиста" стомана. За производството й вместо изкопаеми горива е използван зелен водород, разказва специализираното издание "Енджиниъринг енд текнолъджи".

По данни на Световната асоциация за стомана всеки метричен тон стомана, произведен пред 2020 г., е довел до изпускането в атмосферата на почти два пъти повече въглероден диоксид - 1,8 тона. Общите преки емисии от сектора са възлезли на 2,6 милиарда тона, или 7 на сто от глобалните емисии, посочва Асошиейтед прес. В Швеция само стоманодобивщият гигант Ес Ес А Бе отговаря за 10 на сто от емисиите на цялата страна.

Производството на стомана е и най-големият промишлен сектор, чиито продукти се ползват в буквално всичко - от автомобилостроенето през строителството до енергетиката. От тази гледна точка декарбонизацията на сектора е изключително важна за глобалните планове за намаляване на вредните емисии и би послужила като пример за много други индустрии.

Около 70 процента от стоманата се произвеждат пряко от желязна руда. Най-често тя се топи в доменни пещи при температура от около 1500 градуса по Целзий, при което се ползва въглерод, най-често под формата на въглища, за да се отстранява кислородът и да се пречиства рудата, в резултат на което се получава чугун. Впоследствие чугунът се преобразува в стомана в обикновена кислородна пещ, в която кислородът се вдухва в течното желязо, при което се изгарят останалите ненужни примеси и се получва стомана.

Останалите около 30 процента стомана се произвеждат от скрап, който се претопява в електродъгови пещи. При тях за гориво си използва електрически ток, а процесът отделя с около 25 процента по-малко вредни емисии от доменните пещи.

Производителите на стомана обмислят няколко начина да декарбонизират тези процеси, а концорциумът HYBRIT е заложил на водорода. Проектът всъщност е част от инициативата "СтийлЗироу" (SteelZero), обявена през 2020 г. от неправителствената организация "Дъ клаймът груп" (The Climate Group), която работи с власти и компании от целия свят срещу промените на климата. Като част от инициативата ключови играчи от металургичния сектор представиха вече проекти и инвестиции, които, ако бъдат реализирани, изцяло биха декарбонизирали производството на стомана до 2050 г.

Пилотният проект в рамките на HYBRIT се намира в шведския град Люлео, един от центровете на тежката индустрия на страната. При него доменните пещи са заменени с процес, наречен "пряко намаляване", който използва водород, получен от вода, и електричество, генерирано от възобноваеми източници, за да извлича желязото от рудата, след което да го преобразува в стомана. При този процес температурата е далеч по-ниска от тази при доменните пещи, а като страничен продукт се отделя само пара. Ефективно процесът намалява въглеродните емисии с над 90 процента.

Досега от пещите на пилотния проект в Люлео са излезли едва няколкостотин тона "зелена" стомана. Плановете на компаниите зад проекта обаче предвиждат строеж на по-голям завод и започване на търговски доставки през 2026 г.

HYBRIT обаче далеч не е единственият проект, който е тръгнал по пътя на "зелената" стомана. "Хаш2 грийн стийл" (H2 Green Steel), който също е базиран в Швеция, планира да ползва подобен процес на пряко намаляване и зелен водород и да построи до 2024 г. пилотен завод, макар че технологията му все още предстои да се докаже като ефективна.

"АрселорМитал" (ArcelorMittal), един от най-големите играчи в сектора, обяви, че планира до 2025 г. да изгради в Испания завод за чист добив на стомана. Планът предвижда производството на 1,6 милиона тона годишно посредством електричество от възобновяеми енергийни източници, което ще свие въглеродните емисии с около 95 процента.

"Бритиш стийл" (British Steel) възнамерява до 2035 г. да премине на електродъгови пещи за обработка на желязната руда, а и да изгради инсталации за улавяне и складиране на въглерода от тях, както и от доменните пещи на компанията, които все още са в употреба. Според Лий Адкок, директор по въпросите на екологията и устойчивото развитие, компанията ще премине към употреба на водород, когато той стане "търговски достъпен" и се превърне в "удобна алтернатива".

В битката за "зелената" стомана се включват и автомобилостроителите. "Волво" (Volvo), който е в партньорство с HYBRIT, възнамерява да стане климатично неутрален към 2040 г. и вече произведе прототип на първия автомобил от изцяло "зелена" стомана.

Други компании, сред които "Фолксваген" (Volkswagen), също дават сигнали, че търсенето на "зелена" стомана се повишава и обявяват планове да ползват все повече стомана, произведена без употребата на въглища.

"Мерцедес-Бенц" (Mercedes-Benz) пък стана първата компания, оповестила, че започва да използва стоманена ламарина, произведена изцяло от скрап от елекродъгови пещи. Принципно в автомобилите се използват около 20 процента такава ламарина, а останалата е произведена от руда. Тази стомана се произвежда в завода "Залцгитер флахщал" (Salzgitter Flachstahl) в Германия и вече се вкарва в серийното производство.

Според Томас Бер, директор по въпросите на технологията и материалите в "Мерцедес", за стоманодобивната промишленост е важно в дългосрочен план да премине към директно извличане на желязото от рудата чрез водород. "Предпочитаме истинско намаляване на въглеродните емисии", казва той и добавя, че компанията е инвестирала в проекта "Хаш2 грийн стийл" и е сключила партньорство с Ес Ес А Бе, за да купува "зелена" стомана. По думите му обаче е важно как една стомана се определя като "зелена".

"Дъ клаймът груп" работи съвместно с глобалната организация за стандарти и сертификация "Риспонсибъл стийл" (Responsible Steel) за изготвянето на такава дефиниция. Според групата в момента има много различни интерпретации, които водят до объркване в сектора.

Като сериозен стимул за преминаване към производство на "зелена" стомана може да послужи и повишаването на таксите върху вредните емисии. В Европа към 2028-2030 г. "зелената" стомана може да се окаже дори по-изгодна за произвеждане от традиционната именно поради тези такси.

Експертите са единодушни, че бъдещето и на тежката индустрия е "зелено". Въпросът е не дали, а кога то ще стане такова и каква технология ще ползва. Вече са налице варианти, а вероятно ще се появят и нови, което пък дава надежда, че най-лошите сценарии за бъдещето на планетата и човечеството могат да бъдат предотвратени.