Снижение выбросов CO2 в металлургии: доступные стратегии

Ученые из Университетского колледжа Лондона (UCL) разработали мощную базу данных и экономическую модель, позволяющую определить наиболее эффективные по затратам стратегии для сокращения углеродных выбросов мировых предприятий по производству железа и стали.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, изучило потенциал сокращения выбросов углерода и экономические последствия модернизации каждого предприятия по производству железа и стали по всему миру. Аналитики изучили около 4900 заводов и выяснили, что применение «среднего пути» — модернизация предприятий по мере их старения — может сократить выбросы углекислого газа (CO₂) на 22,4 миллиарда тонн в глобальном масштабе в период с 2020 по 2050 год. При этом средняя стоимость составит около 24,7 доллара за тонну CO₂, или 543,4 миллиарда долларов в общей сложности. Этот подход сбалансирует затраты и эффективность, предоставив компаниям максимальную гибкость при существенном сокращении выбросов.

Для сравнения, «поздний путь», предполагающий отсрочку модернизации до максимально возможного срока, обойдется примерно в 351 миллиард долларов за тот же период, но сократит выбросы CO₂ лишь на 13,5 миллиарда тонн.

Если же страны решат сосредоточиться на быстрой декарбонизации, то, по расчетам, «ранний путь» может привести к сокращению выбросов на 52,7 миллиарда тонн, но обойдется более чем в 2,8 триллиона долларов.

В настоящее время металлургическая промышленность отвечает за 7% мировых углеродных выбросов, что составляет около 2,7 миллиарда тонн ежегодно. Ожидается, что этот показатель будет расти в ближайшие десятилетия из-за продолжающейся урбанизации и индустриализации. Однако сокращение выбросов углерода в отрасли затруднено из-за ее зависимости от ископаемого топлива и долговечной инфраструктуры, которая фиксирует использование устаревших, высокоэмиссионных технологий.

Появляются новые, более чистые технологии и методы, такие как переработка металлолома, улавливание углерода, использование водорода, биоэнергетики и прямого электрорафинирования. Все они обещают значительно сократить выбросы в отрасли, но не существует универсального решения. Выбор каждой технологии зависит от ее технологической готовности, экономической целесообразности и совместимости с существующими предприятиями.

«Металлургическая промышленность является одним из основных источников парниковых газов, но ее сложно декарбонизировать. Изучив наиболее перспективные технологии и их прогнозируемые затраты, мы смогли наметить четкий, основанный на данных путь для отрасли к достижению нулевого уровня выбросов углерода с экономической эффективностью», — отметил профессор Цзин Мэн (UCL Bartlett School of Sustainable Construction).

«Существует множество различных перерабатывающих заводов, новых технологий и потенциальных стратегий сокращения выбросов, что делает эту область невероятно сложной. Не все новые технологии подойдут для всех существующих предприятий; разные стратегии будут работать лучше всего в разных регионах и типах заводов. Нам удалось учесть это разнообразие, чтобы выявить наиболее реалистичные и доступные пути для глобальной декарбонизации сталелитейной промышленности», — добавил профессор Дабо Гуань (UCL Bartlett School of Sustainable Construction).

Кроме того, исследователи подчеркнули, что большинство этих модернизаций с использованием чистых технологий произойдут только в том случае, если правительства по всему миру внедрят строгие требования и финансовую поддержку, стимулирующую компании к декарбонизации. В противном случае лишь небольшое количество сталелитейных заводов по всему миру сможет существенно сократить выбросы.

База данных и модель

Для создания этой модели на уровне предприятий, получившей название NZP-steel, исследователи собрали подробные данные о почти 4900 предприятиях по производству железа и стали по всему миру. Из них 1967 предприятий отвечают за 98% мирового производства стали и до 90% выбросов CO₂ в секторе. Для оценки текущих операций и потенциальных модернизаций были учтены размер, возраст, местоположение, объем производства и тип технологий каждого предприятия.

Модель NZP-steel интегрирует эту базу данных с динамическими прогнозами затрат на новые технологии, генерируя конкретные, наименее затратные стратегии для каждого предприятия, которые могут использовать политики и руководители отрасли для достижения нулевого уровня выбросов при производстве стали.