Эксперты рассказали, сколько "зеленой" энергии необходимо для декарбонизации стали в ЕС shutterstock

Эксперты рассказали, сколько "зеленой" энергии необходимо для декарбонизации стали в ЕС

Екатерина Белоусова

Сталелитейный сектор ответственен за около 4% выбросов парниковых газов в Европе

Для декарбонизации среднего сталелитейного завода в ЕС понадобится 1,2-1,3 ГВт электролизеров, работающих на возобновляемых источниках энергии на полной нагрузке, чтобы производить достаточное количество "зеленого" водорода для извлечения железа из руды.

При использовании исключительно СЭС для производства водорода необходимая мощность электролиза вырастет примерно до 4,5-5,0 ГВт, говорится в новом отчете торговой ассоциации Hydrogen Europe, сообщает Recharge.

Это увеличит необходимые вложения с €3,3 миллиарда до почти €7 миллиардов для одной установки средней мощности. И это не включает возобновляемую энергию, которая потребуется для питания электродуговых печей, производящих сталь.

В отчете "Сталь по солнечной энергии: технико-экономическая оценка экологического производства стали" отметили, что если используется переменная возобновляемая электроэнергия, а электролизер не может работать при постоянной полной нагрузке, проблема становится еще больше.

Типичный процесс производства стали "BF-BOF", производящий примерно 60% стали в ЕС, использует кокс в доменной печи (ДП) для извлечения железа из железной руды с жидким "чугуном" (или "горячим металлом"). В кислородной печи (BOF) на следующем этапе происходят значительные выбросы СО2.

Сталелитейный сектор ответственен за около 4% выбросов парниковых газов (ПГ) в Европе.

"Общее количество установленных ГП-КВ в ЕС составляет около 103 Мт чугуна в год", – пояснили в отчете. – "Перевод всех этих установок на водородную DRI/EAF мог бы потенциально сэкономить до 196 миллионов тонн выбросов парниковых газов в год, но для этого потребуется до 5,3 млн тонн возобновляемой энергии. водорода и до 370 ТВт-ч дополнительного производства электроэнергии из возобновляемых источников (включая потребление электроэнергии EAF)".

При среднем коэффициенте мощности 12% для солнечной энергии в северной Европе (где расположено большинство металлургических заводов), для производства 370 ТВт-ч понадобится более 350 ГВт фотоэлектрических панелей. Производство 370 ТВт-ч энергии ветра при среднем коэффициенте мощности европейского флота 26% (включая береговые и морские установки) потребует более 160 ГВт турбин.

"Обеспечение доступа к достаточному количеству недорогих возобновляемых источников энергии также будет сложной задачей, особенно в северной части Европы", – говорится в отчете.

По состоянию на конец 2021 года в ЕС было установлено 187,5 ГВт ветровой энергии и 160,3 ГВт солнечной энергии, в мире работает только 256,9 электролизеров.

Европа произвела 279,4 миллиона тонн стали в 2020 году, Азия – 1,4 миллиарда тонн, что в четыре раза больше.

Чтобы быть конкурентоспособным с нынешним производством стали, "зеленый" H2 должен поставляться в ЕС по цене ниже €3 кг в сценарии "высоких цен" и ниже €1,50 кг в сценарии "высоких цен" по сравнению с ориентировочными €5,30 кг на сегодня. Сценарий "высоких цен" подразумевает текущие высокие цены на энергоносители, тогда как сценарий "скорректированных цен" скорректируется вниз, чтобы отразить потенциальные будущие долгосрочные уровни цен на ископаемое топливо.

При текущих ценах на "зеленый" водород каждая тонна сырой стали была бы дороже €126-203, если ее производить по методу DRI-EAF, что для типичного бензинового автомобиля означает дополнительную стоимость €100-170 на транспортное средство.

Другие вызовы для декарбонизации европейского металлургического сектора включают то, где будет производиться весь возобновляемый водород и как обеспечить его постоянную поставку для процесса DRI.

"Хотя подземное хранение водорода в соляных пещерах предлагает экономически эффективное решение, подземные соляные образования не одинаково доступны во всем ЕС. Кроме того, для одного сталелитейного завода может потребоваться несколько соляных пещер", – говорится в исследовании. – "Хотя импорт возобновляемого водорода, скорее всего, неизбежен для некоторых стран ЕС, из-за низкой цены безубыточности водорода, сталелитейный сектор будет оставаться сложным рынком для импортируемого водорода.

Другой возможностью для регионов с дефицитом возобновляемых ресурсов является производство водорода на месте с помощью электроэнергии, поставляемой через сеть. Однако в этом случае обеспечение устойчивого снабжения водорода остается проблемой, поскольку доступные варианты хранения дорогие.

Однако в своем последнем проекте Директивы о возобновляемых источниках энергии Европейская комиссия призвала к почасовой "временной корреляции" для производства H2 с возобновляемых источников. Простыми словами, это означает, что производители водорода должны были бы доказать, что их H2 производился только тогда, когда светило солнце или дул ветер.

В отчете отметили, что это требование создаст значительное препятствие для развертывания DRI-EAF на основе возобновляемого водорода. С другой стороны, позволив 24-часовую балансировку производства возобновляемой энергии с ее потреблением для производства водорода, позволило бы сектору увеличить долю ВИЭ в производстве водорода до более 80% без какого-либо дополнительного хранения — значительно уменьшая потребности в капитале и, таким образом, повышение экономической привлекательности использования зеленого водорода в металлургическом секторе.

Немецкая энергетическая компания RWE утверждает, что регулирование положит на сектор "ненужные оковы".

"Эта временная корреляция означает, что электролизеры должны были бы простаивать в течение любого длительного покоя. Результатом будет ненужное повышение цены на водород из-за более сложных операций, и это сделает почти невозможным обеспечение непрерывной поставки промышленности", – отметили в RWE.

Генеральный директор Hydrogen Europe Йорго Чацимаркакис ранее заявлял, что ЕС должен следовать примеру Индии, позволив "сохранять" возобновляемую энергию для производства экологически чистого водорода, то есть посылать ее в сеть во время избытка ветра/солнца, а разработчики берут такое же количество электроэнергии из сети позже.

Hydrogen Europe отметили, что этот сектор четко реагирует на все большее давление по декарбонизации, и многие компании уже шагают вперед как лидеры перехода.

"Несколько проектов по всей Европе под руководством ключевых заинтересованных сторон, таких как ArcelorMittal, LKAB, SSAB, Thyssenkrupp, Vattenfall и другие, уже разрабатываются и будут играть важную роль в наращивании необходимых технологий и подтверждении бизнес-обоснования для "зеленой" стали", – подитожили в отчете.

Напомним, министерство энергетики США планирует финансировать развитие декарбонизации, для ключевых отраслей промышленности, в частности, для металлургии.

Как сообщала ЭкоПолитика ранее, европейские производители зеленой стали призывают к 2030 году создать 31 ГВт мощностей возобновляемой энергии для поддержания перехода на низкоуглеродистую сталь.

Читайте также
В Швеции проект HYBRIT может обеспечить "зеленую революцию" в металлургии
В Швеции проект HYBRIT может обеспечить "зеленую революцию" в металлургии

Спрос на экологически чистое потребление растет, а сталь, не содержащая ископаемых веществ, станет новой нормой

Украина вошла в топ-5 стран с самым чистым производством стали. Инфографика
Украина вошла в топ-5 стран с самым чистым производством стали. Инфографика

Украинские производители конкурентоспособны на мировом рынке по показателям выбросов углерода

Назван топ крупнейших компаний-загрязнителей тяжелой промышленности. Инфографика
Назван топ крупнейших компаний-загрязнителей тяжелой промышленности. Инфографика

На металлургическую и горнодобывающую промышленность приходится до 7% мировых выбросов парниковых газов

BP и производитель стали из Германии договорились о поставках Н2 и "зеленой" энергии
BP и производитель стали из Германии договорились о поставках Н2 и "зеленой" энергии

Сталелитейная и энергетическая промышленность давно тесно связана