«Зелена» металургія на етапі переходу до вуглецевої нейтральності

Шрифт:
157

https://doi.org/10.15407/steelcast2022.01.016

Met. litʹe Ukr., 2022, Tom 30, №1, P. 16-27

С.Г. Мельник, д-р техн. наук, ст. наук. співр., проф., e-mail: S.G.Melnik@mipolytech.education, https://orcid.org/0000-0002-5550-4957

ТОВ «ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ» МЕТІНВЕСТ ПОЛІТЕХНІКА» (Маріуполь, Україна)

Надійшла 17.12.2021

УДК 662.769.2:669.788

Статтю присвячено висвітленню ситуації боротьби з емісією парникових газів і наступним глобальним потеплін ням. Показано дії міждержавних організацій – Європейського Союзу (ЄС), Організації Об'єднаних Націй (ООН) з вивчення антропогенної зміни клімату в атмосфері Землі і планування реальних дій зі зниження активного впливу людини на біогеохімічні процеси в біосфері. У статті із застосуванням даних Кілінга показано ситуацію з емісією парникових газів, що потрапляють в атмосферу Землі в результаті діяльності людини, зокрема в Україні в порів нянні з відповідними показниками в інших країнах. За розрахунками автора, заснованими на даних Статистич ного Щорічника світової енергетики, найбільшими забруднювачами атмосфери Землі є промислово розвинені країни: Китай – 9717 млн т оксидів вуглецю на рік (22,08 %), США – 4405 (10,01 %), Індія – 2191 (4,98 %), Росія – 1619 (3,68 %), Японія – 979 (2,23 %), Іран – 619 (1,41 %), Німеччина – 617 (1,40 %), Південна Корея – 570 (1,30 %), Індонезія – 566 (1,29 %), Канада – 516 (1,17 %) та ін. Для порівняння, Україна викидає 186,5 млн т парникових газів у рік, що складає 0,39 % усіх викидів в світі. У світі почали діяти, поряд з ООН, ЄС і Міжнародною асоціацією водневої енергетики, організації, що мають на меті розробку та впровадження заходів, спрямованих на поряту нок нашої планети від загрожуючого її знищенню глобального потепління. В результаті, обрано шлях відходу від використання викопних джерел енергії – вугілля, вуглеводнів і інших матеріалів, які містять С, та перехід на роз робку водневої енергетики і водневої економіки. Приблизно з 2020 року в світі почався водневий бум. У статті також наводяться приклади розробки концепцій, планів і проєктів стосовно декарбонізації різних сфер діяльності людини, в тому числі металургії. В металургії це проєкти зі створення підприємств, що працюють на металізованій сировині, виробленій прямим відновленням оксидів заліза воднем, отриманим за допомогою відновлюваних джерел енергії (вітру, сонцю, води та ін.). На підприємствах SSAB, Nippon Steel, Thyssen Krupp, Voestalpine, Posco, Arcelor Mittal, British Steel і інших проєктуються і будуються виробничі лінії, що працюють за технологічними схемами, в основі яких лежить пряме відновлення заліза – DRI. В Україні на виробничих ділянках Метінвестхолдингу спільно з фірмами Primetals Technologies і К1-МЕТ також планується розміщення обладнання для отримання металізованої сировини за технологією DRI з подальшою виплавкою сталі в електродугових пе чах. Разом з тим, у статті зазначається, що ряд фахівців попереджає про особливості застосування Н2 як енер гоносія, пов'язані з його фізико-хімічними властивостями і вказують, зокрема, на підвищену небезпеку водневих технологій. До того ж, останні експерименти в США і Європі, де був узятий «швидкий старт» із застосуванням поновлюваних джерел енергії, довели необхідність розміркованого скорочення користування атомною енергією і копалинами, що містять С. У матеріалах статті наголошується на необхідності проведення наукових досліджень і економічних аналізів з метою прискорення виконання робіт зі зменшення парникового ефекту і зниження гло бального потепління на Землі.

Ключові слова: зміна клімату, парниковий ефект, викиди парникових газів, глобальне потепління, декарбоні зація, «зелена металургія», вуглецева нейтральність, водень, пряме відновлення заліза – DRI, виплавка сталі.

Література

1. Joseph Fourier. Remarques générales sur les températures du globe terrestre et des espaces planétaires. Annales de Climie et de Physique. 1824. 2nd Ser. Vol. 27. P. 136–167.
2. John Tyndall. On the Absorption and Radiation of Heat by Gases and on the Physical Connection of Radiation, Absorption and Conduction. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1861. Vol. 151. P. 1–36.
3. Swante Arrhenius. On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground. Philosophical Magazine. 1896. Vol. 41. P. 237–276.
4. Шрайбер В.М. Из истории исследований парникового эффекта земной атмосферы. Биосфера. 2013. Т. 5. С. 37–46.
5. Вернадский В.И. Биосфера (избранные труды по биогеохимии). Москва: Мысль, 1967. 374 с.
6. Гольцов В.А., Везироглы Т.Н. Планетарные аспекты перехода к водородной цивилизации будущего. Труды Третьей Международной конференции «Водородная обработка материалов» (ВОМ – 2001). Донецк – Мариуполь. Ч. 1. До нецк, 2001. С. 53–64.
 7. Winter C.-J., Nitsch J. Hydrogen Energy – A Sustainable Development toward a World Energy Supply System for Future Decades. In: T.N. Vezirogly, A.N. Protsenko, editors. Hydrogen Energy Progress VII. Moscow: USSR. Oxford, UK: Pergamon Press. 1988. Vol. 1. P. 207.
8. Володина Э. Крупнейшая экспедиция в Арктику: что узнал немецкий ледокол. URL: https//p.dw.com/p/3jojc (12.10.2020).
9. Infoniac.ru. 10 самых серьезных последствий глобального потепления. URL: https://www.infoniac.ru/news/10-samyh-ser eznyh-posledstvii-global-nogo-potepleniya.html (14.06.2011).
10. Море Е. Глобальное потепление – это глобальная проблема. URL: https://tion.ru/blog/globalnoe-poteplenie/ (08.06.2018).
11. Мельник Л.Г. Рождение сестейновой экономики: Опыт ЕС и практика Украины в свете III и IV промышленных револю ций. Монография. Сумы. «Университетская книга», 2018. 432 с.
12. Веб-сайт ООН. Конвенции и соглашения. Киотский протокол к рамочной конвенции ООН об изменениях климата. URL: https://www.un.org/ru/documents/decl_conv/conv1990.shtml (11 декабря 1997 г.).
13. Википедия. Парижское соглашение (взамен Киотского протокола). URL: ru.wikipedia.org/wiki/Парижское соглашение_ (2015) (10 августа 2010 г.).
14. Climat Action. Summit 2019. Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде. Саммит по ме рам в области изменения климата 2019 года. URL: https://www.unep.org/ru/events/summit/sammit-po-meram-v-oblasti izmeneniya-klimata-2019-goda (21–22 сентября 2019 г.).
15. Grigoryev L., Makarov I., Sokolova A., Pavlyushina V., Stepanov I. Climate Change and Inequality: How to Solve These Prob lems Jointly? International Organisations Research Journal. 2020. Vol. 15. No. 1. P. 7–30. DOI: 10.17323/1996-7845-2020-01-01.
16. ООН. Новости. Климат и окружающая среда. Почему все больше стран обещают добиться «углеродной нейтральности»? URL: https://news.un.org/ru/story/2020/12/1391722/ (03.12. 2020 г.).
17. ООН. Новости. Климат и окружающая среда. «Момент истины и надежды» – Глава ООН призвал человечество добиться углеродной нейтральности к середине века. URL: https://news.un.org/ru/story/2020/12/1392372/ (12 декабря 2020 г.).
18. Веб-сайт ООН. Декларация Конференции ООН по проблемам окружающей человека среды. URL: https://www.un.org/ ru/documents/decl_conv/conventions/climate_framework_conv.shtml (5–16 июня 1972 г.).
19. Untitled – the United Nations. United Nations – Treaty Series. Венская конвенция 1985 г. об охране озонового слоя. 1988. Vol/ 1513, I – 26164. (Russian Text). P. 355–370. URL: https://www.un.org/ru/documents/decl_conv/conventions/pdf/ozone.pdf
20. Веб-сайт ООН. Монреальский протокол 1987 г. по веществам, разрушающим озоновый слой. URL: https://www.un.org/ ru/documents/decl_conv/conventions/ montreal_prot.shtml
21. ООН. Новости. Чем закончился виртуальный саммит по климату и что дальше? URL: https://news.un.org/ru/ story/2020/12/1392382 (13 декабря 2020 г.).
22. Дрямина Н. «Экологический долг» стран G 20. URL: https://ru.euronews.com/2021/07/22/g20-climate-energy-meeting (22.07.2021 г.).
23. Enerdata. Статистический Ежегодник мировой энергетики 2021 г. URL: https://yearbook.enerdata.ru/co2/emissions-co2- data-from-fuel-combustion.html
24. Буторина И.В. Основы устойчивого развития металлургического производства. Донецк: Каштан, 2005. 332 с.
25. Буторина И.В., Харлашин П.С., Сущенко А.В. Пути снижения энергоемкости металлургических процессов на предпри ятиях Украины. Сталь. 2003. № 7. С. 97–101.
26. Харлашин П.С., Буторина И.В., Бендич А.В. Математическая модель жизненного цикла стали как фактор оптимизации металлургического производства с целью улучшения экологических показателей. Вісник Приазовського державного технічного університету. ПДТУ. Маріуполь. 2012. Вип. 24. С. 25–37.
27. Экономическая правда. Спецпроект «Эко промышленность». Зеленая металлургия: почему в Украине не работает ни один финансовый стимул для декарбонизации промышленности. URL: https://www.epravda.com.ua/rus/projects/ekopro myslovist/2021/04/19/673017/ (19 апреля 2021 г.). ЛІТЕРАТУРА 24 ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 30, 2022. №1 (328) ВИРОБНИЦТВО ЧАВУНУ ТА СТАЛІ
28. Морозов Д. Зеленая металлургия здравого смысла. URL: https://interpipe.biz/media/SMI_o_nas/Zelenaya_metallurgiya_ zdravogo_smysla (23.10.2020). 29. Тихомирова О. ООН: изменения климата неуправляемы. URL: https://p.dw.com/p/3ZBLM (10.03.2020).
30. Українська асоціація відновлювальної енергетики УАВЕ (англ. UARE). Библиотека знаний по возобновляемой энерге тике. URL: http://uare.com.ua/
31. Ученые нашли самый обильный источник возобновляемой энергиию. URL: https://yandex.ua/turbo/hi-news.ru/s/ technology/uchenye-nashli-samyj-obilnyj-istochnik-vozobnovlyaemoj-energii.html (9.10.2019).
32. Ярлыкова А. Изменение климата: как европейские страны решают проблему. URL: https://rubryka.com/ru/article/klymat evropa/ (11 сентября 2019 г.).
33. Сильвестров С. Призрачное зеленое будущее. URL: https://project.liga.net/projects/future_green_tariff/ (17.04.2020).
34. Заика Б. Короли «зеленого» тарифа. URL: https://project.liga.net/projects/greentariff_kings/
35. Новый зеленый курс для Европы. (Программное предложение экопереустройства и возрождения Европейского Про екта от Главы ЕС Урсулы фон дер Лейен). Электронный журнал «Зеленая энергетика». 2020. № 5. С. 1–52. URL: http://energy.esco.agency/wp-content/uploads/2020/09/2020-5_art83.pdf
36. Powering a climate – neutral economy: Commission Sets out plans for the energy system of the future and clean hydrogen. An official website of the European Union. Press – release. Brussels, 8 July 2020. URL: https://ec.europa.eu/commission/ presscorner/detail/en/ip_20_1259
37. Frederic Simon. EU Commission charts path towards 100 % renewable hydrogen. URL: https://www.euractiv.com/section/ energy/news/eu-commission-charts-path-towards-100-renewable-hydrogen/ (13.10.2020).
38. Гурков А. Водород вместо нефти, газа и угля – новый тренд в Европе. URL: https://p.dw.com/p/30GcU/ (22.08.2019/).
39. Цилибина В. О состоянии и перспективах развития возобновляемых источников энергии в мире и Беларуси. URL: https://belchemoil.by/news/analitika/vozobnovlyaemaya-energetika-stanovi... generacii/ (11 июля 2020 г.).
40. ECONET. Крошечный однопоршневой водородный двигатель заменяет ДВС – ECONET. Наука и техника. URL: https:// econet.ua/articles/kroshechnyy-odnoporshnevoy-vodorodnyy-dvigatel-zamenyaet-dvs (27.05.2021 г.).
41. ELEKTROVESTI.NET. Мобильная водородная заправочная станция выведена на рынок. URL: https://elektrovesti. net/72467_mobilnaya-vodorodnaya-zapravochnaya-stantsiya-vyvedena-na-rynok (8 сентября 2020 г.)
42. Виноградов И. Airbus представил три дизайна самолетов с водородным двигателем. URL: https://www.vedomosti.ru/ business/articles/2020/09/21/840696-airbus-samoletov (21сентября 2020 г.).
43. Левчук К. «Зеленая» сталь: как сделать производство экологически чистым. URL: https://gmk.center/news/zelenaja-stal kak-sdelat-proizvodstvo-jekologicheski-chistym (4 января 2019 г.).
44. METINVEST. Декарбонизация производства стали – вызов ХХІ столетия. URL: https://metinvestholding.com/ru/media/ article/dekarbonizaciya-proizvodstva-stali-vizov-xxi-stoletiya (20 января 2021 г.).
45. ОМК. Компания «Эколант» сообщает о подписании СПИК 2.0 по строительству первого в России завода зеленой ме таллургии. URL: https://omk.ru/news/32865/04.06.2021/
46. Левчук К. Шведская SSAB поставила Volvo первую партию «зеленой» стали. URL: https://gmk.center/news/shvedskaya ssab-postavila-volvo-pervuju-partiju-zelenoj-stali (19 августа 2021 г.).
47. Абросимов Е.В., Аншелес И.И., Кудрин В.А. и др. Металлургия стали. Москва: Металлургиздат, 1961. 680 с.
48. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали. Учебник для вузов. Москва: Мир, ООО Изд-во АСТ. 528 с.
49. АШ-АЙРОН-процесс. Справочник технического переводчика. URL: https://technical_translator_dictionary.academic. ru/84/АШ–АЙРОН–процесс /2000–2021/
50. Бескоксовая металлургия. Твердофазное и жидкофазное восстановление. Энциклопедический словарь по металлур гии. Москва: Интернет Инжиниринг. Гл. редактор Н.П. Лякишев. URL: https://metallurgicheskiy.academic.ru/6078/бескок совая_металлургия
51. Водородная обработка материалов. Сборник материалов международной конференции «ВОМ – 98». Донецк: ООО «Вега-Принт», 1998. 236 с.
52. Водородная обработка материалов. Труды Третьей Международной конференции «ВОМ – 2001». Ч. 1, 2. Донецк: ДонГТУ, 2001. 508 с.
53. Hydrogen Treatment of Materials. Proceedings of the Fourth International Conference “HTM – 2004”. Donetsk: DonGTU, 2004. 586 c.
54. Hydrogen Economy and Treatment of Materials. Proceedings of the Fifth International Conference “HTM – 2007”. V. 1, 2. Donetsk: DonGTU, 2007. 952 c.
55. Progress in Hydrogen Treatment of Materials. Edited by V.A. Goltsov. Printed in “Nord-Computer”. Donetsk: Coral Gables, 2001. 545 p.
56. Memorandum on a Novel IAHE Conception of Hydrogen Civilization of the Future. Joint Scientific and Coordinational Council on the Prospects of Transition to Hydrogen Economy. Donetsk (Ukraine). 2007. 7 p.
57. Фомина О. Восстановленное железо как альтернатива металлолому. Перспективы создания производства HBI/DRI в Украине. URL: tahttps://lityo.com.ua/vosstanovlennoe-zhelezo-kak-alternativa-mellolomu (03.09.2021).
58. Григоренко Ю. «Метинвест» договорился с Primetals и К1-МЕТ сотрудничать в декарбонизации. URL: https://gmk. center/news/metinvest-i-primetals-technologies-budut-razvivat-dekarbonizaciju/ (14 июля 2021 г.). ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 30, 2022. №1 (328) 25 ВИРОБНИЦТВО ЧАВУНУ ТА СТАЛІ
59. Информ. агенство «Интерфакс – Украина. «Метинвест» разрабатывает «дорожную карту» для декарбонизации произ водственных процессов предприятий. URL: https://interfax.com.ua/news/greendeal/755702.html (14 июля 2021 г.).
60. Коржова Д. Итоги климатического саммита в Глазго, дефицит бумаги для журналов и причина усталости от Zoom. URL: https://thebell.io/itogi-klimaticheskogo-sammita-v-glazgo-defitsit-bumag... (3 ноября 2021 г.).