Что мы имеем в виду, когда говорим о низкоуглеродистой стали

История нашей отрасли во многом отражает общество, в котором мы работаем, и со времен промышленной революции производство чугуна и стали осуществляется за счет угля.

 

Это сейчас меняется, и сталелитейная промышленность, как и остальная часть общества, трансформируется, чтобы предоставлять продукты и услуги в будущем, в котором выбросы двуокиси углерода и других парниковых газов будут резко сокращены.

 

Язык, связанный с этим сдвигом, все еще развивается, и, следовательно, различные заинтересованные стороны используют самые разные выражения.

Эти выражения часто используются взаимозаменяемо, но иногда могут означать совершенно разные вещи. Что нам делать со все более разнообразным использованием выражения «зеленая сталь»? Для некоторых это просто маркетинговый термин без определения и границ.

С другой стороны, некоторые считают, что этот термин требует сертификации, охватывающей всю сферу устойчивого развития.

И проблема не только в сырой стали. Является ли моя зеленая сталь вашей чистой сталью или сталью с нулевым содержанием углерода? И где проходит граница между нулевой сталью, нулевой углеродистой сталью и низкоуглеродистой сталью?

 

В worldsteel мы вводим некоторые определения, которые прояснят, что мы имеем в виду, когда говорим об этих темах.

 

Наша отрасль и наши участники работают над разработкой и запуском нового семейства стальных изделий, производимых с гораздо более низким содержанием углерода, чем в прошлом.

Этотнизкоуглеродистая стальпроизводится с использованием технологий и методов, которые приводят к значительно более низким выбросам по сравнению с традиционным производством.

В 2021 году большая часть стали будет производиться с использованием восстановителей на основе ископаемого топлива; однако многие производители стали внедрили или разрабатывают технологии, которые значительно сокращают выбросы от основного процесса производства стали. Примеры включают:

• Асу-Верде-ду-Бразилиспользует 100-процентный древесный уголь для производства низкоуглеродистой продукции из железа и стали.
• АрселорМитталстроит крупномасштабный завод в Генте, Бельгия, для преобразования отходящих газов сталелитейных заводов в этанол, который можно использовать в самых разных областях, включая производство синтетического топлива. Аналогичный коммерческий объект начал работу в 2018 году по адресу: г.Шоуган Стилв Китае, произведя 30 миллионов литров этанола на продажу в первый год работы.
• ВЭмирейтс Стил в Объединенных Арабских Эмиратах до 800 тыс. тонн CO2 в год улавливается из богатого CO2 газового потока с завода по производству чугуна перед закачкой в ​​зрелое нефтяное месторождение для постоянного хранения.
• EВРАЗRocky Mountain Steel в Колорадо переходит с угля на солнечную энергию. Завод ЕВРАЗа станет крупнейшей солнечной электростанцией в стране, предназначенной для одного клиента.
• ГБИС, ведущий китайский производитель стали, строит демонстрационный проект водородной металлургии DRI мощностью 1,2 млн тонн. В проекте будут использоваться зеленые и синие водородные технологии для изучения пути к нулевым выбросам CO2 в процессе производства чугуна и стали.
• НукорМикрозавод компании в Седалии, штат Миссури, является первым сталелитейным заводом в США, работающим на энергии ветра. Станция является партнерством между сталелитейной компанией и местной коммунальной службой, которая будет снабжать завод электроэнергией после заключения соглашения о покупке электроэнергии между компаниями.
• Тата Стилразрабатывает новую инновационную технологию плавки в рамках своего проекта HIsarna. Технология HIsarna позволяет производить чугун без коксовых печей или агломерационных установок, производя поток отработанного газа с высоким содержанием CO2, идеально подходящий для CCS.
• ТиссенКрупп Сталь иНиппон Стил Корпорейшнзапустили серию испытаний по использованию водорода в работающей доменной печи, направленных на значительное снижение выбросов CO2, возникающих при производстве стали.
•  

Сталь, произведенную по всем этим технологиям, можно рассматривать какнизкоуглеродистая сталь, хотя вполне вероятно, что то, что сейчас считается низкоуглеродистой сталью, может измениться к 2050 году, когда полностью изменятся регулирование, общественные ожидания и технологии.

 

Многие другие выражения используются в нашей отрасли и заинтересованными сторонами для обозначения стали, произведенной с использованием этих производственных технологий следующего поколения.

 

worldsteel предпочитает и использует низкоуглеродистую сталь, поскольку, как и в случае с «низкоуглеродистым электричеством», мы чувствуем, что его интуитивно легче понять, и его смысл ясен.

Зеленая стальиспользуется и интерпретируется многими разными сторонами для обозначения разных вещей, часто в контексте маркетинга новых, более экологически безопасных продуктов. Он использовался для обозначения стали, произведенной с использованием прорывной технологии, стали, произведенной из металлолома, повторно используемой и восстановленной стали, а также обычной стали с компенсацией выбросов за счет выбытия углеродных единиц или квот. Учитывая это присущее отсутствие ясности и разнообразие значений, «зеленая сталь» не является выражением, которое использует worldsteel.

 

Быть по-настоящемунулевой углерод,сталь необходимо производить без каких-либо выбросов CO2. Это очень высокая планка, и трудно представить себе производственную технологию, которая могла бы достичь этого в 2021 году.

 

Многие могут двигаться к этому, но ноль является абсолютным и, вероятно, недостижимым без использования компенсаций за остаточные выбросы углерода. Эти остаточные выбросы могут возникать в цепочке поставок, в результате использования углеродсодержащих электродов или использования природного газа в сопутствующих процессах.

 

В конечном счете сталь должна содержать некоторое количество углерода, поскольку именно это отличает ее от чистого железа. Хотя этот важный легирующий углерод может быть получен из неископаемых источников, его присутствие делает «нулевую углеродистую» сталь чем-то вроде неправильного названия.

 

Если, однако, может быть достигнут баланс между парниковыми газами, выбрасываемыми в атмосферу при производстве стали, и выбросами, выводимыми из атмосферы поглотителями, полученную сталь можно назватьнетто-ноль, илиуглеродно-нейтральная сталь.

 

Производствонулевая стальможет потребоваться компенсация в других секторах для достижения истинной нейтральности, и важно, чтобы в случае заявлений о углеродной нейтральности производители были прозрачны в отношении границ, своих методологий учета, а также качества и достоверности любых используемых компенсаций.

 

Несколько сталелитейных компаний выходят на рынокбез окаменелостей сталь. Сталь без ископаемого топлива — это сталь, изготовленная без использования ископаемого топлива, такого как уголь или природный газ, а также без использования энергии, полученной из ископаемого топлива.

 

Вся сталь, не содержащая ископаемого топлива, будет низкоуглеродистой, но не вся низкоуглеродистая сталь может быть описана как не содержащая ископаемого топлива. Например, низкоуглеродистая сталь, произведенная на установке, использующей улавливание и хранение углерода (CCS), вполне может по-прежнему использовать природный газ или уголь, но предотвращать выбросы CO2 в атмосферу. Если биомасса играет роль, важно обеспечить ее ответственное происхождение[1].

 

Чистая стальэто техническое выражение, используемое в сталелитейной промышленности для обозначения сталей, содержащих низкий уровень примесей, оксидов, включений или низкий или сверхнизкий уровень углерода, растворенного в металле. Фраза широко используется, в том числе Worldsteel в нашем «Исследовании чистой стали» 2004 года, и означает что-то конкретное. Таким образом, worldsteel не относится к «чистой стали» в контексте изменения климата.

 

Безуглеродныйтакже сложное выражение для обозначения стали, ведь сталь без углерода — это железо, а содержание углерода в стали точно контролируется для достижения свойств, требуемых в конкретной партии. Углерод необходимо будет добавить к железу, восстановленному водородом, чтобы превратить его в сталь в процессе рафинирования.

 

Разговор об изменении климата часто ведется с точки зрения необходимостидекарбонизироватьобщество. Worldsteel обычно не использует это выражение для обозначения производства стали, поскольку выбросы от производства стали должны быть свободны от парниковых газов/CO2, а не сам процесс.

 

Многие многообещающие прорывные технологии по-прежнему будут использовать углерод в качестве химического восстановителя, но предотвращать выброс вредных парниковых газов в атмосферу. Таким образом, хотя выбросы нашей промышленности в конечном итоге будут обезуглерожены, сам процесс производства чугуна может не быть обезуглероженным.

 

Прорывная технологияпроизводит низкоуглеродистую сталь способом, радикально отличающимся от традиционной доменной печи, технологии прямого восстановления или электродуговой печи. Примеры разрабатываемых прорывных технологий включают восстановление водорода, применение УХУ, электролиз железной руды, набор технологий использования и хранения углерода (CCUS) и новые процессы восстановительной плавки.

 

Водородявляется ключевым вектором, который позволит значительно сократить выбросы парниковых газов в черной металлургии, и многие участники worldsteel изучают этот технологический вариант. Водороду часто приписывают цвет в зависимости от его низкого содержания углерода.

 

Когда worldsteel говорит о водороде с низким содержанием углерода, мы имеем в виду:

• Зеленый водородпроизводится путем электролиза воды, питаемой возобновляемой электроэнергией.
• Синий водородпроизводится из природного газа в процессе паровой конверсии метана в сочетании с УХУ.
• Водородтакже можно производить с помощью электролиза с использованием других источников низкоуглеродного электричества, таких как атомная энергетика или CCS. Мы также считаем, что это низкоуглеродный.
• Ископаемый водородпроизводится из неослабевающего ископаемого топлива, в основном:
• Серый водородпроизводится из природного газа в процессе паровой конверсии метана, без CCS, поэтому CO2 выбрасывается в атмосферу.
• Коричневый или черный водородпроизводится путем газификации угля и приводит к значительно более высоким выбросам парниковых газов, чем другие оттенки.

 

шаг впередпредставляет собой 4-стадийный процесс проверки эффективности worldsteel. Шаг вверх направлен на повышение эффективности производства стали уже сейчас, чтобы помочь нашим членам в эксплуатации их предприятий на уровне производительности, сравнимом с самыми эффективными предприятиями в мире. Step Up — это переходная программа, и ее не следует рассматривать как решение проблем металлургической промышленности, связанных с изменением климата.

 

[1] Существует ряд схем сертификации ответственного использования биомассы, например, Лесной попечительский совет.