5 przełomowych metod dekarbonizacji stali

Strona główna / Blog / Produkty konsumenckie / 5 przełomowych metod dekarbonizacji stali

Nowoczesna gospodarka i technologie w dużym stopniu opierają się na stali jako materiale konstrukcyjnym. Biorąc pod uwagę jego centralne znaczenie dla naszego stylu życia, nie jest zaskoczeniem, że Od 1970 r. zapotrzebowanie na żelazo i stal wzrosło ponad trzykrotnie. Bezpośrednią konsekwencją tej zależności jest wpływ jej wytwarzania na środowisko. Przemysł żelaza i stali odpowiada za 8 procent światowej emisji dwutlenku węgla i dlatego jest jedną z głównych substancji zanieczyszczających. Wymaga to opracowania i wdrożenia technologii, które mogą pomóc w dekarbonizacji hut.  

Spis treści

Wyzwania związane z dekarbonizacją stali 

Przemysł stalowy wymaga ciężkiej infrastruktury i ogromnych inwestycji w tworzenie zakładów produkcyjnych. Raz powstałe aktywa takie jak wielki piec wytrzymują 20–40 lat. Sprawia to, że wprowadzanie zmian w procesie produkcyjnym czy przenoszenie fabryk staje się problematyczne. Prawie 60% jednostek stalowych wykorzystuje metoda wysokowęglowa BF-BOF co wymaga dużych ilości ciepła w procesie wytapiania, co powoduje wysoki poziom emisji CO2. W rezultacie bariery finansowe utrudniające dekarbonizację stali są jedną z głównych przeszkód utrudniających reformę w tym sektorze.  

Czynniki napędzające Kurs Inicjatywy dekarbonizacyjne 

Zapotrzebowanie na ekologiczną stal kształtuje reakcję producentów i nasila zmiany pomimo ograniczeń. Żądanie to wynika z: 

  • Klienci proszący o produkty ze stali przyjaznej dla węgla. Na przykład BMW zainwestowało w amerykański start-up Boston Metal zajmujący się czystą stalą, aby uczynić swoją ofertę przemysłową bardziej ekologiczną.  
  • Rządy na całym świecie zaostrzają wymagania dotyczące emisji gazów cieplarnianych. Dobrym przykładem są ważne pakty klimatyczne, takie jak Porozumienie paryskie, Europejski Zielony Ład itp. 
  • Zwiększanie świadomości na temat zrównoważonego rozwoju. Nadciągające zagrożenie zmianami klimatycznymi zmusza wszystkich do ponownego przemyślenia swoich wyborów. Inwestorzy są obecnie bardziej zainteresowani inwestowaniem swoich pieniędzy w technologie przyszłości, które wiążą się ze zrównoważonymi innowacjami.  

Sposoby dekarbonizacji hut stali 

  1. Wymiana koksu w piecu
    Koks jest głównym czynnikiem używanym do wytwarzania ciepła i redukcji rudy żelaza. I właśnie z tego procesu pochodzą maksymalne emisje. Aby temu zaradzić, rozważa się mniej zanieczyszczające alternatywy dla koksu, takie jak koks na bazie biomasy, koks olefinowy i redukcję wielkopiecową na bazie wodoru.  
  2. Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w piecach
    Elektryczne piece łukowe przyniosły jak dotąd korzystne wyniki w kontrolowaniu emisji dwutlenku węgla. Zamiast energii elektrycznej opartej na węglu, w celu dalszej redukcji emisji CO2 można wykorzystać ekologiczne źródła, takie jak wiatr, energia pływowa, energia słoneczna itp. Inną zmianą może być uczynienie surowca neutralnym pod względem emisji dwutlenku węgla poprzez redukcję żelaza w stanie stałym za pomocą wodoru.
  3. Wymiana elektrod grafitowych
    Elektrody grafitowe stosowane są w elektrycznych piecach łukowych, pełniąc funkcję przewodników dla prądu elektrycznego używanego do topienia żelaza. Elektrody te mają wysoką przewodność cieplną, ale ulegają zużyciu w procesie, przyczyniając się w ten sposób do zanieczyszczenia. Zamiast tego w procesie topienia można zastąpić grafit obojętnymi elektrodami metalowymi. 
  4. Wychwytywanie węgla
    Istnieje możliwość wychwytywania węgla uwalnianego na etapie redukcji metalu, zanim zareaguje on z tlenem, tworząc dwutlenek węgla. Wychwycony węgiel może służyć jako surowiec do różnych procesów. Można go na przykład przesłać do bioreaktorów w celu fermentacji w celu wytworzenia bioetanolu.  

Rozważania dotyczące integracji metod zrównoważonych

Zanim zdecydujemy się na technologię, która zapewnia redukcję emisji gazów cieplarnianych, należy wziąć pod uwagę pewne parametry. Podobnie jak gotowość technologii na pełną skalę komercjalizacja, łatwość integracji z istniejącą infrastrukturą oraz możliwość pozyskiwania surowców. Poza tymi aspektami na decyzję będzie miał również wpływ stopień, w jakim nowe środki będą skuteczne w ograniczaniu emisji w porównaniu z już obowiązującymi. Jeżeli różnica nie uzasadnia kosztów, wówczas całe przedsięwzięcie może okazać się daremne.  

Nowe innowacje na rynku 

Ponieważ przemysł ten jest niezwykle energochłonny, priorytetem stają się innowacyjne, wydajne i energooszczędne metody. Niektóre z przełomowych osiągnięć w tym zakresie to: 

  1. Elektroliza stopionego tlenku firmy Boston Metal
    W tradycyjnym procesie produkcji stali rudę żelaza poddaje się rafinacji, a następnie redukcji w wielkim piecu przy użyciu węgla. Jednak nowy wynalazek Boston Metal polega na rozpuszczeniu tlenków żelaza w mieszaninie stopionych tlenków, takich jak krzemionka, tlenek magnezu itp., przed podgrzaniem ich prądem elektrycznym. W ten sposób powstaje czysty, ciekły metal o wysokiej czystości, który można bezpośrednio przesłać do hutnictwa kadziowego, eliminując w ten sposób potrzebę stosowania węgla.  
  2. Redukcja bezpośrednia firmy Midrex
    Metoda bezpośredniej redukcji firmy Midrex, określana jako Midrex H2, jest uważana za pionierską technologię, która może radykalnie zmniejszyć emisję CO2. Według dyrektora generalnego Stephena Montague’a obiecuje 100% wodoru od pierwszego dnia, co pozwoli wyprodukować ponad 2 miliony ton DRI przy redukcji emisji CO95 do 2%. Pomysł polega na wykorzystaniu zielonego wodoru do redukcji rudy żelaza do DRI, który można później przesłać do pieca elektrycznego w celu wytworzenia stali. Zielony wodór wytwarzany jest w procesie elektrolizy, w którym energia elektryczna rozkłada wodę na wodór i tlen. 
  3. Elektrowytwarzanie metodą ΣIDERWIN
    Ta nowatorska metoda polega na połączeniu wytwarzania stali z procesem elektrochemicznym, aby zapewnić proces produkcji stali wolny od emisji CO2. Wykorzystana zostanie metoda elektrolityczna wykorzystująca odnawialne źródła energii do przekształcenia tlenków żelaza w płytę stalową. Kierowana przez ArcelorMittal obiecuje redukcję bezpośredniej emisji CO87 o 2% i redukcję bezpośredniego zużycia energii o 31%. Posiada także zdolność do produkcji stali z produktów ubocznych bogatych w tlenki żelaza, powstałych z pozostałości metalurgii metali nieżelaznych.
  4. HYBRIT firmy SSAB, LKAB i Vattenfall
    Mająca potencjał zmniejszenia całkowitej emisji dwutlenku węgla w Szwecji o co najmniej dziesięć procent, przełomowa technologia wodorowa do produkcji żelaza (HYBRIT) ma na celu stworzenie łańcucha wartości wolnego od paliw kopalnych, od kopalni do stali, przy wykorzystaniu wolnej od paliw kopalnych energii elektrycznej i wodoru. Konwencjonalny proces wielkopiecowy redukcji węgla zostanie zastąpiony metodą bezpośredniej redukcji z wykorzystaniem wodoru niezawierającego paliw kopalnych. Produktem ubocznym w tym przypadku byłaby woda, a nie CO2. 

Podsumowanie 

Plan działania do osiągnięcia dekarbonizacji przemysłu żelaza i stali będzie polegać na innowacyjnym myśleniu i chęci wykorzystania nowych technologii. Lewiatanów, takich jak przemysł żelazny i stalowy, nie można ulepszyć z dnia na dzień. Wymagane jest znaczne planowanie, aby zaspokoić długoterminowe cele i infrastrukturę. Dlatego nadszedł czas, aby pomyśleć o tym, aby te zmiany mogły zostać wdrożone w niedalekiej przyszłości 

O TTC

Nieustannie dostrzegamy wartość nowych technologii wdrażanych przez naszą wykwalifikowaną załogę kierowniczą z doświadczeniem przypominającym naszych profesjonalistów. Podobnie jak profesjonaliści z zakresu własności intelektualnej, których wspieramy, nasz głód rozwoju nigdy się nie kończy. IMPROWIZUJEMY, ADAPTUJEMY i WDRAŻAMY w sposób strategiczny.

Konsultanci TT oferuje szereg wydajnych, wysokiej jakości rozwiązań do zarządzania własnością intelektualną, począwszy od

i wiele więcej. Dostarczamy rozwiązania pod klucz zarówno kancelariom prawnym, jak i korporacjom wielu branż.

Skontaktuj Się z Nami
Udostępnij artykuł

Kategorie

TOP

Poproś o oddzwonienie!

Dziękujemy za zainteresowanie konsultantami TT. Wypełnij formularz, a my wkrótce się z Tobą skontaktujemy

    popup

    ODBLOKUJ MOC

    Twojego Pomysły

    Podnieś swoją wiedzę patentową
    Ekskluzywne spostrzeżenia czekają na Ciebie w naszym biuletynie

      Poproś o oddzwonienie!

      Dziękujemy za zainteresowanie konsultantami TT. Wypełnij formularz, a my wkrótce się z Tobą skontaktujemy