Što mislimo kada govorimo o niskougljičnom čeliku

Povijest naše industrije na mnogo načina odražava društva u kojima poslujemo, a od industrijske revolucije proizvodnju željeza i čelika pokreće ugljen.

 

To se sada mijenja, a industrija čelika, kao i ostatak društva, transformira se kako bi pružala proizvode i usluge u budućnosti u kojoj je emisija ugljičnog dioksida i drugih stakleničkih plinova ozbiljno smanjena.

 

Jezik povezan s ovom promjenom još uvijek se razvija, a posljedično, različiti dionici koriste široku paletu izraza.

Ovi se izrazi često koriste kao sinonimi, ali ponekad mogu značiti vrlo različite stvari. Što ćemo učiniti sa sve raznolikijom upotrebom izraza zeleni čelik? Nekima je to jednostavno marketinški izraz bez definicije ili granice.

S druge strane, neki vjeruju da je to pojam koji treba certificirati koji pokriva širinu cijelog područja održivosti.

A problem nije samo u zelenom čeliku. Je li moj zeleni čelik vaš čisti čelik ili čelik bez ugljika? I gdje su povučene granice između čelika s nultim udjelom ugljika, čelika s nula ugljika i čelika s niskim udjelom ugljika?

 

U Worldsteelu postavljamo neke definicije koje će razjasniti što mislimo kada govorimo o ovim temama.

 

Naša industrija i naši članovi rade na razvoju i lansiranju nove obitelji proizvoda od čelika, proizvedenih s puno manjim opterećenjem ugljikom nego u prošlosti.

Ovajniskougljični čelikproizvodi se korištenjem tehnologija i postupaka koji rezultiraju znatno nižim emisijama od konvencionalne proizvodnje.

U 2021. većina čelika proizvedena je korištenjem reducenta na bazi fosilnih goriva; međutim, mnogi proizvođači čelika implementirali su ili razvijaju tehnologije koje značajno smanjuju emisije iz osnovnog procesa proizvodnje čelika. Primjeri uključuju:

• Aço Verde do Brasilkoristi 100 posto drveni ugljen za proizvodnju proizvoda od željeza i čelika s niskim udjelom ugljika.
• ArcelorMittalgradi veliko postrojenje u Ghentu u Belgiji za pretvaranje otpadnih plinova čeličane u etanol, koji se može koristiti u širokom rasponu primjena, uključujući proizvodnju sintetičkih goriva. Sličan komercijalni objekt započeo je s radom 2018. godine uShougang čeliku Kini, proizvevši 30 milijuna litara etanola za prodaju u prvoj godini rada.
• NaEmirates Steel u Ujedinjenim Arapskim Emiratima do 800kt CO2 godišnje se uhvati iz toka plina bogatog CO2 iz tvornice za proizvodnju željeza prije nego što se ubrizga u zrelo naftno polje za trajno skladištenje
• EVRAZRocky Mountain Steel u Coloradu prelazi s ugljena na solarnu energiju. Tvornica EVRAZ bit će najveća solarna elektrana na licu mjesta u zemlji posvećena jednom kupcu.
• HBIS, vodeći kineski proizvođač čelika, gradi pokazni projekt DRI metalurgije vodika kapaciteta 1,2 Mt. Projekt će koristiti tehnologije zelenog i plavog vodika za istraživanje puta do nulte emisije CO2 iz procesa proizvodnje željeza i čelika.
• NucorMikro mlin u Sedaliji, Missouri, prva je čeličana u SAD-u koja radi na energiju vjetra. Postrojenje je partnerstvo između čeličane i lokalnog komunalnog poduzeća, koje će opskrbljivati ​​postrojenje nakon ugovora o kupnji električne energije između tvrtki.
• Tata Čelikrazvija inovativnu novu tehnologiju taljenja kroz svoj projekt HIsarna. HIsarna tehnologija može proizvesti željezo bez koksnih peći ili postrojenja za aglomeraciju, proizvodeći tok otpadnog plina bogat CO2 koji je idealno prilagođen CCS-u.
• thyssenkrupp čelik iNippon Steel Corporationpokrenuli su niz testova korištenja vodika u visokoj peći koja radi, s ciljem značajnog smanjenja emisija CO2 koje nastaju tijekom proizvodnje čelika.
•  

Čelik proizveden korištenjem svih ovih tehnologija može se smatratiniskougljični čelik, iako je vjerojatno da bi ono što se sada smatra niskougljičnim čelikom moglo biti drugačije do 2050. kada se propisi, društvena očekivanja i tehnologije potpuno promijene.

 

Mnogi drugi izrazi koriste se unutar naše industrije i od strane dionika za označavanje čelika proizvedenog korištenjem ovih proizvodnih tehnologija sljedeće generacije.

 

worldsteel preferira i koristi čelik s niskim udjelom ugljika jer, poput 'električne energije s niskim udjelom ugljika', smatramo da ga je intuitivno lakše razumjeti i da je njegovo značenje jasno.

Zeleni čelikkoristi i tumači mnogo različitih strana da znači različite stvari, često u kontekstu marketinga novih ekološki osviještenijih proizvoda. Korišten je za označavanje čelika proizvedenog korištenjem revolucionarne tehnologije, čelika proizvedenog iz otpada, ponovno korištenog i prerađenog čelika i konvencionalnog čelika s emisijama koje su nadoknađene povlačenjem ugljikovih jedinica ili dopuštenja. S obzirom na ovaj inherentni nedostatak jasnoće i raznolikost značenja 'zeleni čelik' nije izraz koji koristi Worldsteel.

 

Biti istinskibez ugljika,čelik bi se trebao proizvoditi bez ikakvih emisija CO2. To je vrlo visoka letvica koju treba dostići i teško je zamisliti proizvodnu tehnologiju koja bi to mogla postići 2021. godine.

 

Mnogi se možda kreću prema tome, ali nula je apsolutna i vjerojatno nedostižna bez korištenja kompenzacija za zaostale emisije ugljika. Ove zaostale emisije mogu nastati u opskrbnom lancu, korištenjem elektroda koje nose ugljik ili korištenjem prirodnog plina u povezanim procesima.

 

U konačnici, čelik treba sadržavati malo ugljika, jer je to ono što ga razlikuje od čistog željeza. Iako se ovaj esencijalni legirani ugljik može dobiti iz nefosilnih izvora, njegova prisutnost čini čelik 'bez ugljika' pomalo pogrešnim nazivom.

 

Međutim, ako se može postići ravnoteža između stakleničkih plinova koji se ispuštaju u atmosferu prilikom proizvodnje čelika i emisija koje se iz atmosfere odvode ponorima, dobiveni čelik može se nazvatineto-nula, iliugljično neutralni čelik.

 

Proizvodnjaneto-nula čelikamogu zahtijevati kompenzacije u drugim sektorima kako bi se postigla istinska neutralnost, a važno je da proizvođači, ako se iznesu tvrdnje o neutralnosti ugljika, budu transparentni u pogledu granica, svojih računovodstvenih metodologija te kvalitete i vjerodostojnosti svih korištenih kompenzacija.

 

Nekoliko tvrtki za proizvodnju čelika počinje izlaziti na tržištebez fosila željezo. Čelik bez fosilnih goriva je čelik proizveden bez upotrebe fosilnih goriva kao što su ugljen ili prirodni plin, niti bilo kakve energije dobivene iz fosilnih goriva.

 

Sav čelik bez fosila bit će niskougljični, ali ne može se sav čelik s niskim ugljikom opisati kao nefosilni. Na primjer, čelik s niskim udjelom ugljika proizveden u postrojenju koje koristi hvatanje i skladištenje ugljika (CCS) i dalje može koristiti prirodni plin ili ugljen, ali sprječava emisiju CO2 u atmosferu. Ako biomasa igra važnu ulogu, bit će važno osigurati njezino odgovorno nabavljanje[1].

 

Čisti čelikje tehnički izraz koji se koristi u sektoru čelika za označavanje čelika koji sadrže niske razine nečistoća, oksida, inkluzija ili niske ili ultraniske razine ugljika otopljenog u metalu. Izraz je u uobičajenoj uporabi, uključujući i worldsteel u našoj 'Studiji o čistom čeliku' iz 2004., i znači nešto specifično. Kao takav, worldsteel se ne odnosi na "čisti čelik" u kontekstu klimatskih promjena.

 

Bez ugljikaje također težak izraz koji se može povezati s čelikom, na kraju krajeva, čelik bez ugljika je željezo, a sadržaj ugljika u čeliku je precizno kontroliran kako bi se postigla svojstva koja se traže u određenoj šarži. Željezu s reduciranim vodikom morat će se dodati ugljik kako bi se pretvorilo u čelik kroz proces rafiniranja.

 

Razgovor o klimatskim promjenama često se vodi u smislu potrebe da sedekarboniziratidruštvo. worldsteel općenito ne koristi ovaj izraz za označavanje proizvodnje čelika, jer emisije iz proizvodnje čelika moraju biti bez stakleničkih plinova/CO2, a ne sam proces.

 

Mnoge napredne tehnologije koje obećavaju i dalje će koristiti ugljik kao kemijski redukcijski agens, ali će spriječiti ispuštanje štetnih stakleničkih plinova u atmosferu. Dakle, dok će emisije iz naše industrije u konačnici biti dekarbonizirane, sam proces proizvodnje željeza možda neće biti.

 

Revolucionarna tehnologijaproizvodi niskougljični čelik na radikalno drugačiji način od konvencionalne visoke peći, DRI ili EAF tehnologije. Primjeri revolucionarne tehnologije koja se razvija uključuju redukciju vodika, primjenu CCS, elektrolizu željezne rude, skup tehnologija za korištenje i skladištenje ugljika (CCUS) i nove redukcijske procese taljenja.

 

Vodikje ključni vektor koji će omogućiti značajno smanjenje emisija stakleničkih plinova iz sektora željeza i čelika, a mnogi članovi worldsteela istražuju ovu tehnološku opciju. Vodiku se često pripisuje boja, ovisno o njegovim niskim sadržajem ugljika.

 

Kada Worldsteel govori o vodiku s niskim udjelom ugljika, mislimo na:

• Zeleni vodikse proizvodi elektrolizom vode, napaja se obnovljivom električnom energijom.
• Plavi vodikse proizvodi od prirodnog plina kroz proces parne reformacije metana u kombinaciji sa CCS.
• Vodiktakođer se može proizvesti elektrolizom koristeći druge izvore električne energije s niskim udjelom ugljika, poput nuklearne energije ili CCS. Ovo također smatramo niskougljičnim.
• Fosilni vodikproizvodi se od nesmanjenih fosilnih goriva, uglavnom:
• Sivi vodikse proizvodi od prirodnog plina kroz proces parnog reforminga metana, bez CCS tako da se CO2 emitira u atmosferu.
• Smeđi ili crni vodikse proizvodi rasplinjavanjem ugljena i dovodi do znatno većih emisija stakleničkih plinova od ostalih boja.

 

istupitije 4-proces ocjene učinkovitosti faze worldsteela. Step up ima za cilj poboljšati učinkovitost proizvodnje čelika sada, kako bi podržao naše članove u upravljanju njihovim lokacijama na razini performansi koja je razmjerna najučinkovitijim lokacijama na svijetu. step up je prijelazni program i ne treba ga smatrati rješenjem za izazove klimatskih promjena industrije čelika.

 

[1] Postoji niz shema za certificiranje odgovorne biomase, na primjer, Forestry Stewardship Council