Скільки «зеленої» енергії необхідно для декарбонізації сталі в ЄС?

Сталеливарний сектор відповідальний за близько 4% викидів парникових газів у Європі

Для декарбонізації середнього сталеливарного заводу в ЄС знадобиться 1,2-1,3 ГВт електролізерів, що працюють на відновлюваних джерелах енергії на повному навантаженні, щоб виробляти достатньо «зеленого» водню для вилучення заліза з руди.

При використанні виключно СЕС для виробництва водню необхідна потужність електролізу зросте приблизно до 4,5-5,0 ГВт, йдеться в новому звіті торгової асоціації Hydrogen Europe, повідомляє Recharge.

Це збільшить необхідні капіталовкладення з €3,3 мільярда до майже €7 мільярдів для однієї установки середньої потужності. І це не включає відновлювану енергію, яка буде потрібна для живлення електродугових печей, які виробляють сталь.

У звіті «Сталь із сонячної енергії: техніко-економічна оцінка екологічного виробництва сталі» зазначили, що якщо використовується змінна відновлювана електроенергія, а електролізер не може працювати при постійному повному навантаженні, проблема стає ще більшою.

Типовий процес виробництва сталі «BF-BOF», який виробляє приблизно 60% сталі в ЄС, використовує кокс у доменній печі (ДП) для вилучення заліза із залізної руди з рідким «чавуном» (або «гарячим металом»). У кисневій печі (BOF), на наступному етапі, відбуваються значні викиди СО2. 

Сталеливарний сектор відповідальний за близько 4% викидів парникових газів (ПГ) у Європі.

«Загальна кількість встановлених ДП-КВ в ЄС становить близько 103 Мт чавуну на рік», — пояснюється у звіті. – «Переведення всіх цих установок на водневу DRI/EAF могло б потенційно заощадити до 196 мільйонів тонн викидів парникових газів на рік, але для цього знадобиться до 5,3 млн тонн відновлюваної енергії. водню та до 370 ТВт-год додаткового виробництва електроенергії з відновлюваних джерел (включаючи споживання електроенергії EAF)».

При середньому коефіцієнті потужності 12% для сонячної енергії в північній Європі (де розташована більшість металургійних заводів), для виробництва 370 ТВт-год знадобиться понад 350 ГВт фотоелектричних панелей. Виробництво 370 ТВт-год енергії вітру при середньому коефіцієнті потужності європейського флоту 26% (включаючи берегові та морські установки) потребуватиме понад 160 ГВт турбін.

«Забезпечення доступу до достатньої кількості недорогих відновлюваних джерел енергії також буде складним завданням, особливо в північній частині Європи», — йдеться у звіті. 

Станом на кінець 2021 року в ЄС було встановлено 187,5 ГВт вітрової енергії та 160,3 ГВт сонячної енергії, у світі наразі працює лише 256,9 електролізерів. Європа виробила 279,4 мільйона тонн сталі у 2020 році, Азія – 1,4 мільярда тонн, що у чотири рази більше. 

Щоб бути конкурентоспроможним з нинішнім виробництвом сталі, «зелений» H2 мав би поставлятися в ЄС за ціною нижче €3 кг у сценарії «високих цін» і нижче €1,50 кг у сценарії «високих цін», порівняно з орієнтовними €5,30 кг на сьогодні. Сценарій «високих цін» передбачає поточні високі ціни на енергоносії, тоді як сценарій «скоригованих цін» скоригується вниз, щоб відобразити потенційні майбутні довгострокові рівні цін на викопне паливо.

За поточних цін на «зелений» водень кожна тонна сирої сталі була б дорожчою на €126-203, якщо її виробляти за методом DRI-EAF, що для типового бензинового автомобіля означає додаткову вартість €100-170 на транспортний засіб. Інші виклики для декарбонізації європейського металургійного сектору включають те, де буде вироблятися весь відновлюваний водень і як забезпечити постійне його постачання для процесу DRI.

«Хоча підземне зберігання водню в соляних печерах пропонує економічно ефективне рішення, підземні соляні утворення не однаково доступні в усьому ЄС. Крім того, для одного сталеливарного заводу може знадобитися кілька соляних печер», – йдеться в дослідженні. – «Хоча імпорт відновлюваного водню, швидше за все, неминучий для деяких країн ЄС, через низьку ціну беззбитковості водню, сталеливарний сектор залишатиметься складним ринком для імпортованого водню.

Іншою можливістю для регіонів з дефіцитом відновлюваних ресурсів є виробництво водню на місці, за допомогою електроенергії, що постачається через електромережу. Однак у цьому випадку забезпечення сталого постачання водню залишається проблемою, оскільки доступні варіанти зберігання є дорогими.

Однак у своєму останньому проєкті Директиви про відновлювані джерела енергії Європейська комісія закликала до погодинної «часової кореляції» для виробництва H2 з відновлюваних джерел.

Простими словами, це означає, що виробники водню повинні були б довести, що їх H 2 вироблявся лише тоді, коли світило сонце або дув вітер. 

У звіті зазначили, що ця вимога створить значну перешкоду для розгортання DRI-EAF на основі відновлюваного водню.

З іншого боку, дозволивши 24-годинне балансування виробництва відновлюваної енергії з її споживанням для виробництва водню, дозволило б сектору збільшити частку ВДЕ у виробництві водню до понад 80% без будь-якого додаткового зберігання — значно зменшуючи потреби в капіталі і, таким чином, підвищення економічної привабливості використання зеленого водню в металургійному секторі».

Німецька енергетична компанія RWE стверджує, що регулювання покладе на сектор «непотрібні кайдани».

«Ця часова кореляція означає, що електролізери повинні були б простоювати протягом будь-якого тривалого періоду спокою. Результатом буде непотрібне підвищення ціни на водень через більш складні операції, і це зробить майже неможливим забезпечення безперервного постачання промисловості», – зазначили в RWE.

Генеральний директор Hydrogen Europe Йорго Чацімаркакіс раніше заявляв, що ЄС повинен наслідувати приклад Індії, дозволивши «зберігати» відновлювану енергію для виробництва екологічно чистого водню, тобто надсилати її в мережу під час надлишку вітру/сонця, а розробники беруть таку ж кількість електроенергії з мережі пізніше.

Hydrogen Europe зазначили, що цей сектор чітко реагує на щораз більший тиск щодо декарбонізації, і багато компаній уже крокують вперед як лідери переходу.

«Декілька проектів по всій Європі під керівництвом ключових зацікавлених сторін, таких як ArcelorMittal, LKAB, SSAB, Thyssenkrupp, Vattenfall та інші, вже розробляються та відіграватимуть важливу роль у нарощуванні необхідних технологій і підтвердженні бізнес-обгрунтування для «зеленої» сталі», – підсумовували в звіті.

Джерело: ecopolitic.com.ua