Co máme na mysli, když mluvíme o nízkouhlíkové oceli

Historie našeho průmyslu v mnoha ohledech odráží společnosti, ve kterých působíme, a od průmyslové revoluce je výroba železa a oceli poháněna uhlím.

 

To se nyní mění a ocelářský průmysl, stejně jako zbytek společnosti, se transformuje, aby poskytoval produkty a služby v budoucnosti, ve které budou emise oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů výrazně omezeny.

 

Jazyk spojený s tímto posunem se stále vyvíjí, a proto různé zúčastněné strany používají širokou škálu výrazů.

Tyto výrazy se často používají zaměnitelně, ale někdy mohou znamenat velmi odlišné věci. Co si máme myslet o stále rozmanitějším používání výrazu zelená ocel? Pro některé je to prostě marketingový termín bez definice nebo hranic.

Na druhé straně někteří věří, že jde o termín vyžadující certifikaci pokrývající šíři celé oblasti udržitelnosti.

A problém se netýká jen zelené oceli. Je moje zelená ocel vaše čistá ocel nebo ocel bez uhlíku? A kde jsou čáry mezi ocelí s nulovou čistou, ocelí s nulovým obsahem uhlíku a ocelí s nízkým obsahem uhlíku?

 

Ve worldsteel zavádíme některé definice, které poskytnou jasno v tom, co máme na mysli, když mluvíme o těchto tématech.

 

Náš průmysl a naši členové pracují na vývoji a uvedení nové řady ocelových výrobků, vyráběných s mnohem nižší uhlíkovou zátěží než v minulosti.

Tentonízkouhlíkové ocelise vyrábí za použití technologií a postupů, které vedou k emisím výrazně nižších emisí než konvenční výroba.

V roce 2021 se většina oceli vyrábí za použití redukčních činidel na bázi fosilních paliv; mnoho výrobců oceli však zavedlo nebo vyvíjí technologie, které významně snižují emise z hlavního procesu výroby oceli. Příklady:

• Aço Verde do Brasilpoužívá 100% dřevěné uhlí k výrobě nízkouhlíkových výrobků ze železa a oceli.
• ArcelorMittalstaví v belgickém Gentu rozsáhlé zařízení na přeměnu odpadních plynů z oceláren na etanol, který lze využít v široké řadě aplikací, včetně výroby syntetických paliv. Podobné komerční zařízení zahájilo provoz v roce 2018 vShougang ocelv Číně, která v prvním roce provozu vyrobí 30 milionů litrů etanolu na prodej.
• NaEmirates Ocel ve Spojených arabských emirátech se až 800 kt CO2 ročně zachytí z proudu plynu bohatého na CO2 z továrny na výrobu železa, než je vstřikováno do vyzrálého ropného pole pro trvalé uskladnění
• EVRAZRocky Mountain Steel v Coloradu přechází z uhlí na solární energii. Závod EVRAZ bude největší vlastní solární elektrárnou v zemi určenou jedinému zákazníkovi.
• HBIS, přední čínský výrobce oceli, staví demonstrační projekt DRI pro vodíkovou metalurgii s kapacitou 1,2 Mt. Projekt využije technologie zeleného a modrého vodíku k prozkoumání cesty k nulovým emisím CO2 z procesu výroby železa a oceli.
• NucorMikro mlýn v Sedalii ve státě Missouri je první ocelárnou v USA, která využívá větrnou energii. Závod je partnerstvím mezi ocelářskou společností a místními energetickými společnostmi, které budou elektrárnu pohánět po dohodě o nákupu elektřiny mezi společnostmi.
• Tata Steelvyvíjí inovativní novou technologii tavení prostřednictvím svého projektu HIsarna. Technologie HIsarna může vyrábět železo bez koksárenských pecí nebo aglomeračních zařízení, čímž vzniká proud odpadního plynu bohatý na CO2, který je ideální pro CCS.
• thyssenkrupp ocel aNippon ocel korporacezahájili sérii testů využití vodíku v pracovní vysoké peci s cílem výrazně snížit emise CO2 vznikající při výrobě oceli.
•  

Ocel vyrobená pomocí všech těchto technologií lze považovat zanízkouhlíkové oceli, i když je pravděpodobné, že to, co je nyní považováno za nízkouhlíkovou ocel, může být do roku 2050, kdy se regulace, společenská očekávání a technologie zcela změní, jiné.

 

V našem odvětví a zainteresovanými stranami se používá mnoho dalších výrazů k označení oceli vyrobené pomocí těchto výrobních technologií nové generace.

 

worldsteel preferuje a používá nízkouhlíkovou ocel, protože jako „nízkouhlíková elektřina“ máme pocit, že je intuitivně srozumitelnější a její význam je jasný.

Zelená ocelje používán a vykládán mnoha různými stranami ve významu různých věcí, často v kontextu marketingu nových produktů, které jsou šetrnější k životnímu prostředí. Používá se k označení oceli vyrobené pomocí průlomové technologie, oceli vyrobené ze šrotu, znovu použité a repasované oceli a konvenční oceli s kompenzací emisí prostřednictvím vyřazení uhlíkových jednotek nebo povolenek. Vzhledem k tomuto přirozenému nedostatku jasnosti a rozmanitosti významů „zelená ocel“ není výraz, který worldsteel používá.

 

Být skutečněnula uhlíku,ocel by musela být vyráběna bez jakýchkoli emisí CO2. To je velmi vysoká laťka, kterou lze dosáhnout, a je těžké si představit výrobní technologii, která by toho mohla dosáhnout v roce 2021.

 

Mnozí k tomu možná směřují, ale nula je absolutní a pravděpodobně nedosažitelná bez použití kompenzací zbytkových emisí uhlíku. Tyto zbytkové emise mohou vznikat v dodavatelském řetězci z použití elektrod nesoucích uhlík nebo z používání zemního plynu v souvisejících procesech.

 

Nakonec ocel musí obsahovat nějaký uhlík, protože to je to, co ji odlišuje od čistého železa. Zatímco tento základní legující uhlík může pocházet z nefosilních zdrojů, jeho přítomnost dělá z oceli s nulovým obsahem uhlíku něco jako nesprávné označení.

 

Pokud však lze dosáhnout rovnováhy mezi skleníkovými plyny vypouštěnými do atmosféry při výrobě oceli a emisemi odváděnými z atmosféry propady, lze výslednou ocel označit jakočistá nulanebouhlíkově neutrální ocel.

 

Výrobačistá nulová ocelmůže vyžadovat kompenzace v jiných odvětvích, aby bylo dosaženo skutečné neutrality, a je důležité, aby v případě tvrzení o uhlíkové neutralitě byli výrobci transparentní ohledně hranic, svých účetních metod a kvality a důvěryhodnosti veškerých použitých kompenzací.

 

Několik ocelářských společností začíná uvádět na trhbez fosilií ocel. Ocel bez fosilních paliv je ocel vyrobená bez použití jakýchkoli fosilních paliv, jako je uhlí nebo zemní plyn, ani žádné energie získané z fosilních paliv.

 

Veškerá ocel bez fosilií bude nízkouhlíková, ale ne každou nízkouhlíkovou ocel lze označit za bezfosilní. Například nízkouhlíková ocel vyrobená v zařízení využívajícím zachycování a ukládání uhlíku (CCS) může stále používat zemní plyn nebo uhlí, ale zabraňuje emisím CO2 do atmosféry. Pokud hraje roli biomasa, bude důležité zajistit její zodpovědné získávání[1].

 

Čistá ocelje technický výraz používaný v ocelářském sektoru k označení ocelí obsahujících nízké úrovně nečistot, oxidů, vměstků nebo nízkou či ultranízkou úroveň uhlíku rozpuštěného v kovu. Tato fráze se běžně používá, včetně společnosti worldsteel v naší „Studii čisté oceli“ z roku 2004 a znamená něco konkrétního. Worldsteel jako takový neodkazuje na „čistou ocel“ v kontextu změny klimatu.

 

Bez uhlíkuje také obtížné spojení s ocelí, ostatně ocel bez uhlíku je železo a obsah uhlíku v oceli je přesně řízen, aby se dosáhlo vlastností požadovaných v konkrétní dávce. K železu redukovanému vodíkem bude nutné přidat uhlík, aby se z něj procesem rafinace stala ocel.

 

Rozhovor o změně klimatu je často veden z hlediska potřebydekarbonizovatspolečnost. worldsteel tento výraz obecně nepoužívá k označení výroby oceli, protože emise z výroby oceli musí být bez skleníkových plynů/CO2, nikoli samotný proces.

 

Mnoho slibných průlomových technologií bude stále používat uhlík jako chemické redukční činidlo, ale zabrání uvolňování škodlivých skleníkových plynů do atmosféry. Takže zatímco emise z našeho průmyslu budou nakonec dekarbonizovány, samotný proces výroby železa tomu tak být nemusí.

 

Průlomová technologievyrábí nízkouhlíkovou ocel radikálně odlišným způsobem než konvenční technologie vysoké pece, DRI nebo EAF. Mezi příklady vyvíjených průlomových technologií patří redukce vodíku, aplikace CCS, elektrolýza železné rudy, řada technologií zachycování a ukládání uhlíku (CCUS) a nové procesy redukce tavby.

 

Vodíkje klíčovým vektorem, který umožní výrazně snížit emise skleníkových plynů ze sektoru železa a oceli, a mnoho členů worldsteel tuto technologickou možnost zkoumá. Vodíku se často přisuzuje barva v závislosti na jeho nízkouhlíkových vlastnostech.

 

Když worldsteel mluví o vodíku s nízkým obsahem uhlíku, máme na mysli:

• Zelený vodíkse vyrábí elektrolýzou vody, poháněné obnovitelnými zdroji elektřiny.
• Modrý vodíkse vyrábí ze zemního plynu procesem parního reformování metanu v kombinaci s CCS.
• Vodíklze také vyrábět pomocí elektrolýzy za použití jiných zdrojů nízkouhlíkové elektřiny, jako je jaderná energie nebo CCS. I to považujeme za nízkouhlíkové.
• Fosilní vodíkse vyrábí z nesnížených fosilních paliv, zejména:
• Šedý vodíkse vyrábí ze zemního plynu procesem parního reformování metanu, bez CCS, takže CO2 je vypouštěn do atmosféry.
• Hnědý nebo černý vodíkvyrábí se zplyňováním uhlí a vede k výrazně vyšším emisím skleníkových plynů než jiné odstíny.

 

vykročitje 4-proces fáze hodnocení efektivity společnosti worldsteel. step up si klade za cíl nyní zlepšit efektivitu výroby oceli a podporovat naše členy při provozování jejich závodů na úrovni výkonu srovnatelné s nejúčinnějšími závody na světě. step up je přechodný program a neměl by být považován za řešení problémů ocelářského průmyslu se změnou klimatu.

 

[1] Existuje řada programů pro certifikaci odpovědné biomasy, například Forestry Stewardship Council