Čelične dileme - Kako održati proizvodnju, a smanjiti zagađenje atmosfere

Čelik je odgovoran za skoro jednu desetinu emisija ugljen-dioksidom koji izaziva efekat staklene bašte i dovode do globalnog zagrijavanja. Rješenja za održivu proizvodnju čelika su skupa, ali imaju potencijala.

Čelik je sastavni dio savremenog života. Jeftin je, izdržljiv, dugotrajan materijal i nalazi se u svemu, od zgrada, posuđa, alata, automobila do mostova. Ovaj metal je i glavna komponenta turbina na vietrenjačama, koje proizvode obnovljivu energiju i igraju ključnu ulogu u smanjenju zavisnosti svijeta od fosilnih goriva. Međutim, on istovremeno doprinosi klimatskim promjenama, jer se tokom njegove proizvodnje emituje ugljen-dioksid koji zagrijava planetu. Tako je od vitalnog značaja da se poboljša njegov način proizvodnje.

- Čelik je glavna arterija ekonomije. Ima ga u svakom sektoru - kaže Gauri Kandekar, analitičar sa Fraj Univerziteta u Briselu, koji izučava dekarbonizaciju teške industrije.

Proizvodnja metala u velikoj mjeri doprinosi klimatskim promjenama. Taj industrijski sektor je odgovoran za 7-9% od cjelokupnih globalnih emisija ugljen-dioksidom, koji u atmosferi zadržava sunčevu svjetlost i time zagrijava planetu, prouzrokujući sve ekstremnije vremenske uslove.


Kritična decenija za promjene u metalurškoj industriji

Proizvodnja čelika je toliko prljava, jer podrazumijeva zagrijavanje rude gvožđa pod jako visokim temperaturama u pećima kako bi se izvuklo čisto gvožđe. Nastala hemijska reakcija oslobađa ugljen-dioksid. Oko 75% čelika se proizvodi na ovaj način i to uglavnom u postrojenjima na ugalj, koji rade i po dvadeset godina prije nego što im je potrebna popravka ili nisu više za rad.

Međunarodna agencija za energiju (IEA) procjenjuje da će potražnja za čelikom porasti za trećinu do 2050. godine.

- Narednih deset godina predstavlja veoma kritičan period za promjenu infrastrukture u proizvodnji čelika, jer će više od 70% visokih peći na svijetu u tom periodu biti zrelo za popravku, te će biti važne odluke o ponovnom ulaganju - ističe Vido Viteka, istraživač čelika na njemačkom Institutu za klimu Agora Energivende.

Za razliku od energetskog sektora i poljoprivrede, gdje su čiste tehnologije, poput solarnih panela i biljnih alternativa mjesnim proizvodima, jeftinije i lakše za uvođenje, alternative teškoj industriji su još uvijek u ranoj fazi razvoja. Za mnoge od njih postoje logistički izazovi, koje vlade nerado rješavaju.


Vodonik od obnovljive energije

Jedno od mogućih rješenja je izbacivanje visokih peći na ugalj. Čeličane mogu umjesto toga da izvlače gvožđe iz rude tako što rudu tretiraju gasom u takozvanim postrojenjima za direktno redukovanje gvožđa. Zatim se pelet od gvožđa pretvara u čelik u električnoj peći, koja bi mogla da radi na struju od obnovljive energije. Korišćenje gasa je za početak čistije od uglja, iako i dalje doprinosi emisijama i zagrijava atmosferu.

S druge strane, Evropski proizvođači čelika poput Svenski Stal AB-a (SSAB) i Tisen Krupa vide potencijal da se čeličane napajaju energijom dobijenom od vodonika, gasa koji može da se proizvede od obnovljive energije.

Štetne emisije ugljen-dioksida nastaju kada atomi kiseonika iz rude gvožđa stupe u dodir sa atomima ugljenika u fosilnim gorivima. Ukoliko bi se koristio vodonik, atomi kiseonika iz rude bi sa atomima vodonika pravili H2O, odnosno emitovali vodenu paru.

- Ljepota ovog koncepta je da je nusproizvod voda - kaže Viteka.

Prošle godine je SSAB objavio da je isporučio prvu seriju čelika napravljenog bez fosilnih goriva i to proizvođaču automobila Volvo, koji ga je koristio za izradu kamiona.

Ali čista proizvodnja velike količine vodonika podrazumijeva i veliku količinu zelene energije, što bi zahtijevalo preusmjeravanje energije iz drugih sektora. Jedna studija je nedavno pokazala da bi za proizvodnju cjelokupnog čelika u Evropi uz pomoć vodonika dobijenog iz obnovljivih resursa bilo potrebno 340 teravati zelene električne energije. Prošle godine su sve vjetrenjače u Evropskoj uniji proizvele 437 teravati električne energije za različite potrebe.

- Jedan od velikih izazova je lokacija na kojima se gradi proizvodnja vodonika. Potrebno je da se ta postrojenja prave blizu infrastrukture koja pruža obnovljivu energiju - rekla je Kejtlin Svalek, istraživačica čelika u američkoj neprofitnoj organizaciji Global Enerdži Monitor.


Hvatanje i skladištenje ugljen-dioksida

Još jedna opcija za proizvođače čelika je hvatanje ugljen-dioksida i njegovo skladištenje pod zemljom. Tehnologija hvatanja i skladištenja ugljen-dioksida (CCS) podrazumijeva hvatanje zagađivača prije nego što pobjegnu u atmosferu. Ali, ostaje nejasno koji udio emisija ova tehnologija može da uhvati iz čeličana i po kojoj cijeni. Proces će vjerovatno biti skuplji nego u industrijama poput cementa, jer fabrike čelika imaju više izvora zagađenja.

Ipak, prema procjenama Međunarodne energetske agencije, očekuje se da će biti moguće uhvatiti polovinu emisija nastalih proizvodnjom čelika do 2050. Time bi se omogućilo i da se vodonik više koristi za neke druge sektore, poput brodogradnje ili proizvodnje đubriva.

Kako bi se došlo do toga, potrebno je da se uvede porez na emisije tako da tradicionalne metode zagađivanja odražavaju društvenu cijenu zagađivanja. Takođe bi trebalo da se finansiraju istraživanja i pilot projekti koji bi se bavili hvatanjem štetnih gasova.

- Jedan od razloga zašto ne znamo mogućnosti hvatanja ugljen-dioksida, je to što proizvođači čelika nikada do sada nisu morali da smanjuju emisije - rekao je Edvard Pernot iz Radne grupe za čist vazduh, jedne od retkih ekoloških organizacija koje pozivaju na više ulaganja u tehnologiju hvatanja ugljen-dioksida.

S druge strane, eksperti iz oblasti energetike su zabrinuti da bi proizvođači čelika mogli da koriste izgovor da će buduće tehnologije hvatanja ugljen-dioksida donijeti neophodne promjene i time izbjegli sadašnju odgovornost.
CO2 Carbon Capture

Ako čeličane nastave da koriste visoke peći, a metoda hvatanja CO2 ne bude dovoljno brza i efikasna, emisije će nastaviti da zagađuju atmosferu. Ukoliko se izgrade postrojenja za preradu gvožđa uz pomoć vodonika, a zelenog vodonika ne bude dovoljno, industrija će nastaviti da koristi fosilni gas.

- To je prilično veliki rizik. Kompanije ne mogu biti ostavljene da same donose odluke - rekao je analitičar sa Fraj Univerziteta u Briselu, Gauri Kandekar.

Kako bi se dobilo na vremenu, moglo bi se raditi na tome da se smanji korišćenje čelika. Više od četvrtine čelika je već napravljeno od recikliranog otpada. Postoje ograničenja koliko često čelik može da prođe kroz ovaj proces, pri čemu nikal i bakar mogu da uprljaju proces reciklaže i oslabe metal.

Međunarodna agencija za energiju smatra da bi efikasnija upotreba čelika mogla da smanji potražnju za 20 odsto do 2050. Vlade bi mogle da ga koriste manje u javnim projektima, a umjesto toga da bolje održavaju infrastrukturu i rade na poboljšanju građevinskih propisa kako bi se manje resursa rasipalo. Takođe bi mogle da regulišu proizvođače automobila da prave manje automobile, umjesto teških SUV-ova.

- Nećemo u potpunosti moći da promijenimo industriju i dostignemo stopu recikliranja od 100%, ali svakako možemo mnogo bolje - rekla je Kejtlin Svalek, istraživačica čelika u američkoj neprofitnoj organizaciji Global Enerdži Monitor.

SAAB

Tisen Krup

Volvo

Fraj Univerzitet

Institut za klimu Agora Energivende

Global Enerdži Monitor

proizvodnja čelika

Edvard Pernot

Vido Viteka

Kejtlin Svalek

dekarbonizacija teške industrije

emisija ugljen dioksida

klimatske promene

zagađenje životne sredine

zagrevanje rude gvožđa

potražnja za čelikom

visoke peći na ugalj

direktno redukovanje gvožđa

energija vodonika

skladištenje ugljen dioksida

hvatanje ugljendioksida