Сталь не гнется просто
Углеродный след от мирового производства стали остается высоким
Производство стали, скорее всего, будет потреблять значительную часть будущего «углеродного бюджета» стран, говорится в исследовании Лейденского университета (Нидерланды). При этом улавливание CO2 при производстве не решит проблемы. Технологии, основанные на возобновляемых источниках энергии, более эффективны, но их недостаточно для достижения нулевого уровня выбросов, уверены эксперты. Более того, никакие из доступных сейчас мер не смогут полностью обнулить влияние металлургической отрасли на атмосферу.
Фото: Дмитрий Лебедев, Коммерсантъ
Фото: Дмитрий Лебедев, Коммерсантъ
На производство железа и стали приходится от 7% до 9% глобальных выбросов парниковых газов, говорится в документе. Но в будущем эта доля может увеличиться, поскольку ожидается рост спроса на сталь в связи с ростом объемов строительства, в том числе в странах с развивающейся экономикой. В настоящее время около 75% стали производится в доменных печах, которые в значительной степени зависят от угля. Это приводит к большим выбросам углекислого газа. Их можно сократить с помощью новых технологий, использующих экологически чистый водород или электричество (так называемое электроплавление). Но даже самый оптимистичный сценарий не позволяет достичь заявленных ООН климатических целей, констатируют ученые.
В Лейденском университете рассчитали глобальные выбросы металлургической отрасли по трем различным сценариям климатической перспективы: амбициозному, предусматривающему ограничение глобального потепления 1,5 градуса, и двум другим сценариям, при которых глобальная температура повышается менее чем на 2 градуса и на 3,5 градуса. Выяснилось, что сокращения выбросов CO2 при мировом производстве железа и стали оказалось недостаточно для достижения климатических целей даже при самом оптимистичном сценарии. К 2060 году только на этот сектор будет приходиться от 18% до 30% «углеродного бюджета» стран, оставшегося до 2100 года. Этот «бюджет» — максимальное количество CO2, которое может быть «выброшено» при ограничении глобального потепления 1,5 градуса.
Технологии, основанные на электроэнергии, могут существенно изменить ситуацию. Использование водорода или электродуговой плавки может сократить выбросы парниковых газов на 95% на тонну стали к 2060 году по сравнению с существующими сегодня методами, считают ученые. При этом предполагается, что электроэнергия и водород будут поступать из возобновляемых источников. Однако внедрение этих новых технологий в больших масштабах требует времени, крупных инвестиций и новой инфраструктуры. Прежде чем электровыплавка будет готова к промышленному производству, пройдет от 10 до 15 лет.
Одной из технологий, которая не способна привести к снижению выбросов CO2, в университете называют улавливание и хранение углерода (CCS). Это означает, что углерод улавливается в печи, а затем хранится, часто под землей. Это помогает только в краткосрочной перспективе, уверены ученые. Модернизация существующих установок с использованием CCS может снизить выбросы до 55%. Но для достижения цели нулевого уровня выбросов этого недостаточно. CCS также сопряжена с риском так называемого эффекта привязки. «После создания инфраструктуры она обычно эксплуатируется в течение двадцати лет или дольше»,— говорится в документе. Исследование показывает, что было бы лучше заменить угольные печи газовыми: «У природного газа гораздо более низкая интенсивность выбросов, и эти печи впоследствии можно будет перевести на водород».
По мнению ученых, помимо перехода на новые технологии весьма эффективным было бы снижение спроса экономики на первичную сталь. Использование меньшего количества первичной и большего количества переработанной стали может привести к более значительному сокращению выбросов, чем в рассмотренных сценариях.
При этом все вышесказанное не означает, что декарбонизация сталелитейной промышленности бесполезна. Напротив, ее потенциал огромен. Так, эта отрасль лучше других подходит для внедрения водорода. «Производство стали — одна из наиболее перспективных сфер применения водорода,— говорит ведущий автор этой статьи Том Терлоу, ученый из Института Пауля Шеррера в Швейцарии.— Это связано с отсутствием альтернатив. В транспортной сфере, например, есть и другие варианты помимо водорода — например, электрификация».
Основные технологии, применяемые в России для снижения углеродного следа,— применение электродуговых печей, рециклинг, утилизация побочных продуктов, например доменного газа, рассказывает руководитель проектов практики «Промышленность и технологии» компании Strategy Partners Ольга Васильева. Водородная металлургия при этом пока находится на стадии пилотных проектов. Кроме того, все меры повышения энергоэффективности, такие как модернизация оборудования, автоматизация производства, также влияют на уровень выбросов в небольшой степени. Нужно учитывать, предупреждает эксперт, что повсеместный переход на электродуговые печи невозможен, так как их применение целесообразно при получении стали из лома, а не из чугуна. Активную экологическую позицию занимают в основном крупные металлургические холдинги, ориентированные ранее на европейские рынки и имеющие обязательства по снижению климатических рисков. «При этом очевидно, что речь лишь о снижении углеродного следа: никакие из доступных сейчас мер не смогут полностью обнулить влияние отрасли на атмосферу»,— заключает госпожа Васильева.