Производство стали без выбросов парниковых газов

Шведская металлургическая компания SSAB, крупнейшая в Скандинавии, реализует инновационный проект, целью которого является полное прекращение использование ископаемого топлива в производстве стали.

Участниками проекта являются также энергетический концерн Vattenfall и горнорудная компания Luossavaara Kiirunavaara.

Традиционный процесс производства железа из железной руды, в котором применяется кокс (доменное производство), является крайне энергоемким и сопровождается выбросом больших объёмов СО2. Достаточно сказать, что сталелитейная промышленность ответственна за 7% всех мировых выбросов оксида углерода, а SSAB является крупнейшим эмитентом в Швеции, которая к, кстати, к 2045 году планирует стать углеродно-нейтральной.

Кроме того, в настоящее время уголь и кокс, используемые SSAB для превращения железной руды в железо, отправляются в Швецию из таких мест, как Австралия. Проблема не только в зависимости от импортного сырья, процесс транспортировки также связан со значительной эмиссией парниковых газов.

Идея проекта, который получил название HYBRIT (аббр. Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology) заключается в использовании водорода, который производится с использованием исключительно возобновляемой энергии методом электролиза. Выбросы при таком процессе производства — это нормальная чистая вода. Метод так называемого прямого восстановления железа водородом (direct reduction) хорошо известен, хотя и применяется относительно редко, отличием проекта является использование именно «зеленого» водорода.

Сравнение двух методов приведено на рисунке:

С возобновляемыми источниками энергии в Швеции нет проблем, они производят порядка 60% электроэнергии, благодаря развитой гидроэнергетике, да и ветровых электростанций в стране много (около 7 ГВт). Кроме того, в стране одни из самых низких в Европе цен на электроэнергию для промышленных потребителей.

Как выглядит экономика проекта? Предварительное технико-экономическое обоснование показало, что, учитывая сегодняшнюю цену на электроэнергию, уголь и выбросы углекислого газа, сталь, произведённая по новой технологии, будет на 20-30 процентов дороже. Со снижением цен на чистую электроэнергию, и увеличением цен на выбросы в рамках Системы торговли выбросами в Европейском союзе (ETS), сталь, произведённая без ископаемого топлива, в будущем сможет конкурировать на рынке с «традиционной».

В 2018 году консорциум должен приступить к строительству пилотного завода, который будет тестироваться в период 2020-2024. Часть финансовых затрат берет на себя Шведское энергетическое агентство.

После этого будет построен более крупный «демонстрационный» завод, а к 2035 году технологию планируется перенести на всё производство. К 2045 году компания в целом полностью перестанет потреблять ископаемое топливо.

В результате реализации проекта выбросы диоксида углерода в Швеции должны сократиться на 10%, а в Финляндии, где также размещены предприятия SSAB, на 7%.