Како шведските компании произведуваат „зелен челик“ без согорување фосилни горива?

18.04.2022 03:06

Шведскиот произведувач на челик ССАБ во заеднички потфат со шведската државна електродистрибуциска компанија Ватенфал и шведската државна компанија ЛКАБ, од 2016 година успешно работи на нова технологија за производство на челик без употреба на фосилни горива и без емисии на јаглерод диоксид, таканаречен fossil-free челик.

Со оглед на тоа дека индустријата за производство на челик е важен столб на модерниот свет, а тој истовремено тежнее кон постигнување јаглеродно-неутрална одржлива економија, од исклучителна важност е толку важен дел од индустријата да биде усогласен со споменатата цела. За разлика од производството на електрична енергија, каде постојат многу тестирани решенија за производство од обновливи извори, кои денес се во широка примена, во областа на тешката индустрија ваквите решенија дури сега се на видик.

Во моментов производството на челик е еден од најголемите поединечни извори на јаглерод-диоксид. Илустративни се резултатите од истражувањето на Карбон Бриф кои покажуваат дека вкупно 553 постоечки челичарници, засновани на конвенционалната технологија за производство на челик, се одговорни за дури 9 проценти од вкупните светски емисии на јаглерод диоксид. Постои проценка на Меѓународната агенција за енергија дека во следните 30 години светското производство на челик ќе порасне за околу 30 проценти, што дополнително ја зголемува потребата од технологија за производство која не емитува јаглерод диоксид.

Споменатата технологија на која работат е наречена Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology, скратено Хибрит и затоа овие три компании својот потфат го нарекоа Хибрит проект, а основаната заедничка ќерка-фирма, Хибрит Девелопмент АБ.

Како се произведува челик и зошто оваа индустрија толку загадува

Челикот е легура од железо и јаглерод. Конвенционалниот начин за производство на челик вклучува потрошувачка на фосилни горива во повеќе етапи со добивање железо од железната руда, што резултира со емисии на јаглерод диоксид во секоја од нив. Во првата етапа од сировата железна руда се добиваат пелети од руда, кои во следната, главна етапа, се мешаат со кокс во прав (вид јаглен), најчесто во високи печки. При високи температури, по редукцијата на железо триоксидот од рудата со помош на јаглен-моноксид настанат со согорување на јаглеродот од јагленот, од смесата се добива жежок метален материјал, со емитување јаглерод диоксид како нуспроизвод. Со вбризгување дополнителна количина кислород, металниот производ се излева и најпосле, во финалната етапа, се добиваат плочи челик.

Значи, во ваквите процеси фосилните горива не се користат само како извори на јаглерод за составот на легурите, туку и како гориво за добивање топлина за потребите на процесот и како прекурсор на јаглерод моноксидот, средство за редукција на железото. За потребите на овој процес се трошат дури 770 килограми масло за еден тон произведен челик.

Од друга страна, како што сугерира називот Хибрит, во fossil-free производството на челик се користи водород. Во главната етапа за добивање челик, водородот, наместо јаглеродот, има улога на агенс за директна редукција на железо триоксидот од пелетите руда во присуство на јаглен, што се случува на 820 степени целзиусови во печка која користи електрична енергија добиена од обновливи извори. Во овој процес единствена улога на фосилното гориво - јагленот е да биде извор на јаглерод за составот на легурата. Не постои согорување на јаглеродот од јагленот зашто водородот „го собира“ кислородот од рудата, па кислородот не може да реагира со јаглеродот, и со самото тоа нема ниту создавање, ниту емитување јаглерод диоксид. Емитуваните нуспоризводи се водена пареа и неактивен водород. Производ на ваквата редукција на оксидната железна руда е сунѓересто железо, односно цврст порозен метален материјал од кој потоа се добиваат челични плочи. Водородот за редукција на железото се добива со електролиза на водата со потрошувачка на струја добиена од обновливи извори.

Фактот дека водената пареа, нуспрозивод од главната етапа, може да се собере и да се користи за споменатото електролитско добивање водород за редукција, на тој начин затворајќи го кругот на ресурсите, овој процес го прави уште поодржлив. Се работи и на тоа технологијата да се дополни со складирање поголеми колични електролитски добиен водород, заради постигнување производство со широки размери.

Во април 2021 година Волво за своите автомобили ја искористи првата пратка со fossil-free челик

Летото 2021 година, во пилот постројката во Лулео, со оваа технологија успешно се произведени првите количини челик и со тоа е демонстрирана функционалноста на овој концепт. Споменатата прва количина челик му е доставена на шведскиот произведувач на автомобили, Волво. Таа пратка е дел од поширокиот договор за соработка на компанијата Волво и СААБ од април 2021 година.

Благодарение на овој аранжман Волво може да се пофали дека е прв произведувач на автомобили во светот кој користи зелен, fossil-free челик, а тоа и го направи со објавата од август 2021 година.

Хибрит технологијата е спомената и на најважната минатогодишна конференција за климатски промени во Глазгов, ЦОП26, во рамки на настанот посветен на декарбонизација на ланецот за производство на челик. Додека траеше конференцијата во Глазгов, на 16 ноември минатата година, Европската комисија од Фондот за иновации одобри 1,1 милијарда евра инвестиции за нови зелени технологии. Оваа инвестиција покри седум големи проекти, од кои еден е проектот Хибрит.

На сајтот на проектот Хибрит во февруари оваа година беше објавено дека изградбата на подземно пештерско складиште за електролитски добиен водород напредува добро и дека се очекува складиштето да биде функационално ова лето. Како што беше споменато, воведувањето складирање водород во процесот е важен чекор кон ширење на капацитетите за производство на челик со оваа технологија, со цел целосно преминување на неа. Изградбата и употребата на складишта за водород во првата половина од оваа година е во согласност со јануарската одлука на бордот на компанијата СААБ за забрзување на зелената транзиција на дејноста на оваа компанија. Со одлуката од јануари е поставена цел за постигнување јаглеродна неутралност на сите дејности до 2030 година.

Бројни компании се во трка за декарбонизација на индустријата за челик

Постојат и други компании конкурентни на проектот Хибрит, кои работат на сопствена технологија за производство на fossil-free челик, исто така користејќи водород. Х2 Грин Стил, исто така шведска компанија, зад која стои инвестициското друштво Варгас Холдинг, најавува почеток на производство на зелен челик во 2024 година, чија цел е да произведува 5 милиони тони зелен челик годишно до 2030 година. Оваа цел е мошне амбициозна ако се има предвид дека оваа компанија постои само две години.

И кинеските произведувачи на челик ветуваат намалување на емисиите на јаглерод диоксид при произведувањето челик. Една од тие компании е ХБИС групата, односно Хестел, во Србија добро позната како сопственик на железарата во Смедерево и како извор на загадување. Ако може да им се верува на нивните соопштенија, имаат намера да достигнат кулминација во емисиите на јаглерод диоксид во производството оваа година, а потоа до 2050 година постепено ќе го спроведуваат планот кој ги намалува емисиите до нула, во согласност со општото кинеско ветување за постигнување јаглеродна неутралност до средината на векот. Како начин за постигнување на оваа цел најавуваат воспоставување истражувачко-развоен центар за технологии во производството, исто така засновано на водород. Нивниот најголем конкурент, исто така кинеска група Бавоу, ја најави 2023 година како момент за достигнување кулминација на емисиите, како и 2050 година како краен рок за јаглеродна неутралност на нивните дејности.

Останува да се види кои компании од споменатите ќе успеат да ги остварат своите цели. За успешна зелена транзиција на целата економија и достигнување на целите зацртани со климатските договори, меѓу другото е потребно сите компании од сите релевантни индустрии да ги усогласат своите технологии за воопшто да не емитуваат гасови со ефект на стаклена градина, а произведувањето челик е една од важните ставки на таа листа.