Dekarbonizacija čelika je od velike važnosti

Dugoročni ambiciozni cilj Pariškog sporazuma o klimatskim promjenama je ograničiti globalno zagrijavanje na 1,5 stupnjeva Celzija iznad predindustrijskih razina, te time smanjiti učestalost i ozbiljnost poplava, suša, šumskih požara i drugih ekstremnih vremenskih događaja.

Postizanje tog cilja zahtijevat će masovno smanjenje globalnih emisija ugljičnog dioksida (CO2 ) u svim gospodarskim sektorima. Međutim, glavna prepreka mogao bi biti industrijski sektor, koji je odgovoran za otprilike 25 posto globalnih emisija CO2 povezanih s energijom i procesima - posebno unutar sektora željeza i čelika, najvećeg emitera CO2 u industriji .

Proizvodnja željeza i čelika sada se uvelike oslanja na fosilna goriva (ugljen ili prirodni plin) za toplinu, pretvaranje željezne rude u željezo i jačanje čelika. Proizvodnja čelika mogla bi se dekarbonizirati kombinacijom nekoliko metoda, uključujući tehnologiju hvatanja ugljika, korištenje goriva s niskim ili nultim udjelom ugljika i povećanu upotrebu recikliranog čelika. Sada nova studija u časopisu Journal of Cleaner Production sustavno istražuje održivost različitih strategija dekarbonizacije željeza i čelika.

Današnji strateški izbornik uključuje poboljšanje energetske učinkovitosti, promjenu goriva i tehnologija, korištenje veće količine otpadnog čelika i smanjenje potražnje. Koristeći MIT-ov model ekonomske projekcije i analize politika, višesektorski i višeregijski model svjetskog gospodarstva, istraživači s MIT-a, Sveučilišta Illinois u Urbana-Champaignu i tvrtke ExxonMobil Technology and Engineering Co. procjenjuju potencijal dekarbonizacije zamjene proizvodnih procesa na bazi ugljena elektrolučnim pećima (EAF), zajedno s otpadnim čelikom ili „ izravno reduciranim željezom “ (DRI), koje se kao gorivo koristi prirodni plin s hvatanjem i skladištenjem ugljika (NG CCS DRI-EAF) ili vodik (H2DRI - EAF).

Prema globalnom scenariju ublažavanja klimatskih promjena usklađenom s klimatskim ciljem od 1,5 °C, ove napredne tehnologije proizvodnje čelika mogle bi rezultirati dubokom dekarbonizacijom sektora željeza i čelika do 2050. godine, sve dok su troškovi tehnologije dovoljno niski da omoguće primjenu u velikim razmjerima. Viši troškovi pogodovali bi zamjeni ugljena električnom energijom i prirodnim plinom, većoj upotrebi starog čelika i smanjenoj potražnji, što bi rezultiralo smanjenjem emisija za više od 50 posto u odnosu na trenutne razine. Niži troškovi tehnologije omogućili bi masovnu primjenu NG CCS DRI-EAF ili H2 DRI -EAF, smanjujući emisije do 75 posto.

Čak i bez usvajanja ovih naprednih tehnologija, sektor željeza i čelika mogao bi značajno smanjiti intenzitet emisija CO2 ( koliko se CO2 oslobađa po jedinici proizvodnje) s postojećim tehnologijama proizvodnje čelika, prvenstveno zamjenom ugljena plinom i električnom energijom (osobito ako se proizvodi iz obnovljivih izvora energije), korištenjem više otpadnog čelika i provedbom mjera energetske učinkovitosti.

„Industrija željeza i čelika mora kombinirati nekoliko strategija kako bi znatno smanjila svoje emisije do sredine stoljeća, uključujući povećanje recikliranja, ali ulaganje u smanjenje troškova u vodikovim putovima te hvatanju i sekvestraciji ugljika omogućit će još dublje ublažavanje emisija u sektoru“, kaže voditelj studije Sergej Paltsev , zamjenik direktora MIT Centra za znanost i strategiju održivosti (MIT CS3) i viši znanstveni istraživač na MIT Energy Initiative (MITEI).