/ / / Водородный процесс производства стали - революция в борьбе с изменением климата

Водородный процесс производства стали - революция в борьбе с изменением климата

Наука и техника

Опытный завод по производству низкоуглеродистой стали в северной Швеции мог бы значительно сократить выбросы углерода в отрасли.

Водородный процесс производства стали - революция в борьбе с изменением климата

В июне 2018 года на месте опытного сталелитейного завода в Лулео, Северная Швеция, прошла символическая церемония закладки фундамента. Это ознаменовало начало проекта, который, как мы надеемся, в конечном итоге приведет к революции в производстве стали - сокращению выбросов углерода на металлургическом заводе практически до нуля.

Проект под названием Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology (Водородная технология производства железа, HYBRIT) нацелен на замену кокса, который традиционно используется при производстве стали, водородом, получаемым при помощи возобновляемой электроэнергии. Как кокс, так и водород могут быть использованы в качестве восстановителя для удаления примесей из железной руды. При традиционном производстве стали углерод в коксе реагирует с кислородом в железной руде с образованием углекислого газа. Если вместо кокса используется водород, то он реагирует с кислородом в железной руде с образованием водяного пара.

Участники проекта считают, что он может значительно обезуглеродить сталелитейную промышленность в Швеции и других странах. Действительно, сталелитейная промышленность в целом постоянно стремится повысить эффективность своих процессов, и производство тонны стали в настоящее время требует 40% той энергии, которая была необходима в 1960 году.

HYBRIT является совместным предприятием, учрежденным SSAB, крупнейшим производителем стали в Северной Европе, LKAB, крупнейшим в Европе производителем железной руды, и Vattenfall, одним из крупнейших в Европе производителей электроэнергии. Если проект будет успешным, он может сократить общие выбросы углекислого газа в Швеции на 10 процентов, а в Финляндии - на семь процентов.

Mårten Görnerup, генеральный директор совместного предприятия, объясняет сроки реализации проекта:

Предварительное технико-экономическое обоснование началось в 2016 году, сейчас мы строим пилотную установку и будем проводить испытания в период с 2020 по 2024 год. К 2028 году мы расширимся до демонстрационной установки, которая будет круглосуточно работать как промышленный объект в течение нескольких месяцев. Если все будут хорошо, цель состоит в том, чтобы к 2035 году начать производственный процесс.

В нужном месте, в нужное время

В настоящее время большая часть водорода производится в процессе, называемом паровым риформингом, который включает использование высокотемпературного пара для извлечения водорода из природного газа, ископаемого топлива. Что особенного в процессе HYBRIT, так это то, что весь водород получается путем пропускания электрического тока через воду в процессе, который называется электролизом. Несмотря на то, что это энергоемко, если требуемое электричество может быть получено из возобновляемых источников, выбросы углерода во всем процессе незначительны.

Швеция оказалась идеальным местом для реализации HYBRIT технологии из-за комбинации нескольких факторов.

У Швеции хороший доступ к возобновляемой электроэнергии, легкий доступ к воде, высококачественная железная руда в Европе и специализированная инновационная сталелитейная промышленность, - говорит Горнеруп. Подписание Парижского соглашения и решение в национальном парламенте о том, что Швеция к 2045 году прекратит использование ископаемого топлива для производства электроэнергии, означает, что сроки также идеальны.

Завод будет использоваться для проведения экспериментальных кампаний, чтобы найти оптимальные условия для сокращения выбросов CO2. Проект даст более четкое понимание того, что происходит внутри взаимосвязанной промышленной системы и как добиться эффективного производственного процесса.

Мартин Линдквист, президент и главный исполнительный директор SSAB, добавляет:

HYBRIT является важной частью пути к достижению целей устойчивого развития SSAB, и отчет из предварительного технико-экономического обоснования показывает не только то, что можно реализовать эту инициативу, но она может также создать захватывающие будущие возможности для нас как компании. Мы хотим быть частью решения проблемы изменения климата.

Подсчет стоимости

Правительство Швеции оказывает широкую поддержку HYBRIT, и в июне проект получил крупнейший финансовый вклад Шведского энергетического агентства в общей сложности 528 млн шведских крон, что эквивалентно 51,3 млн евро.

Хотя первоначальные исследования показывают, что производственные затраты HYBRIT будут примерно на 20–30 процентов выше, чем традиционные процессы выплавки стали, ожидается, что этот разрыв со временем сократится, что может привести к увеличению затрат на выбросы углекислого газа через систему торговли выбросами Европейского союза и ожидается снижение стоимости возобновляемой энергии.

Если HYBRIT будет успешным, последствия для будущего производства стали в мире могут быть значительными. Гернеруп заключает:

Мы вступаем в новую эру для сталелитейной промышленности. Конечно, технология требует большого количества дешевого возобновляемого электричества, которое сегодня доступно не во всех частях света. Но сокращение добычи железной руды без использования коксующегося угля станет серьезным сдвигом в отрасли и будет иметь серьезные положительные последствия в нашей борьбе с глобальным изменением климата.

Автор: Рэйчел Мостин

МЕТАЛЛУРГПРОМ
По теме
Российские ученые создают «умную сталь»

По словам исследователей, новый сплав на 15 – 30 процентов прочнее известных сегодня марок стали.…

Американские военные могут получить 3-D принтеры для печатания стальных

Исследователи планируют снабдить армю США мобильными установками, которые напечатают вышедшую из…

Начато изучение дефектов 3D-печати металлов при помощи рентгена

Рентгеновские снимки помогают исследователям определить причину дефектов 3D-печати на металле.…

Добавить комментарий
Комментарии (0)
Прокомментировать
Войти с ВК Войти с ФБ Войти с Яндекс
Войти через:
Войти с ВК Войти с ФБ Войти с Яндекс