16.07.2019

Производство стали с использованием возобновляемых источников энергии

                                           альтернативные источники энергии, производство стали

Проект HYBRIT по производству стали с использованием водородной технологии

В 2018 году в Швеции началось строительство инновационного проекта по производству стали с использованием водорода в качестве компонента для прямого восстановления железа, вместо коксующегося угля. Основная цель данного проекта значительно снизить выбросы углекислого газа в атмосферу.

В 2017 году три крупнейшие шведские компании: SSAB (производитель стали), LKAB (крупнейший производитель ЖРС в ЕС) и Vattenfall (крупнейший производитель электроэнергии в ЕС) - выступили с инициативой решить проблему образования углекислого газа в процессе производства стали. Основная идея заключается в снижении до 0 выбросов углекислого газа и использование электричества из возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в процессах восстановления железа. Уникальные природные условия Швеции позволяют использовать ВИЭ и ЖРС самого высокого качества. В июне того же года была создана совместная компания HYBRIT Development для реализации данного проекта.

По данным WSA, по результатам 2017 года суммарная выплавка стали в Швеции составила 6,5 млн тонн, из которых 4,8 млн тонн приходится на конвертерный способ производства стали.

При производстве стали конвертерным способом основным сырьем является чугун. В процессе производства чугуна используется доменный кокс, который получают из коксующегося угля. В результате образуется множество вредных веществ, таких как азот, углекислый газ, диоксид серы и тд. Часть из них очищается и повторно используется в производстве, тем не менее окружающей среде наносится невосполнимый ущерб.

Альтернативное производство, основанное на использовании водорода

Концепция HYBRIT полностью исключает использование чугуна и углеводородного топлива для восстановления железа. В концепции HYBRIT восстановление железорудных окатышей происходит с помощью водорода. Процесс восстановления происходит в твердом состоянии при более низких температурах, чем в доменной печи, в результате получается промежуточный продукт - брикетированное железо или прямо восстановленное железо. При этом выделяется водяной пар вместо углекислого газа, азота и прочих вредных выбросов. Водяной пар конденсируется и обратно поступает в производственный цикл. Водород, используемый для восстановления железа, получается путем электронизации воды в процессе генерации возобновляемой энергии (гидро- или ветряным способом), при этом побочным продуктом производства является кислород. Полученное таким образом брикетированное железо используется вместе с ломом в электропечи для дальнейшего производства стали.

Параллельно компания LKAB, которая является производителем жрс в Швеции, начнет строительство пилотного проекта по тестированию новой технологии нагрева с использованием биотоплива. Целью проекта является полный переход на использование органического топлива при производстве железорудных окатышей. По оценке компании, это полностью позволит сократить выбросы вредных веществ в атмосферу при производстве жрс. Первые испытания данной технологии пройдут в 2020-2021 годах.

Начало строительства завода

В феврале 2018 года Группа HYBRIT закончила подготовительную стадию и приступила к разработке проекта завода в Лулео, Швеция. Общая стоимость оценивается в 150 млн долларов. Участники проекта полагают, что в будущем подобный метод производства стали в Швеции, полностью заменит конвертерное производство и сократит выбросы углекислого газа при производстве стали на 25 % к 2025 году, а к 2045 году производство стали станет полностью экологически чистым. В текущих условиях себестоимость стали, произведённой по технологии HYBRIT, оценивается на 20-30 % дороже в сравнении с конвертерным способом. Однако, с учетом развития технологии и снижения стоимости электроэнергии из возобновляемых источников, а также роста пошлин в ЕС на эмиссию CO2, цена «экологической» стали будет конкурентоспособной. Эффективное использование водорода в промышленных масштабах с применением энергосберегающих технологий позволит увеличивать экономическую целесообразность проекта и конкурентоспособность готового продукта.