Текущее развитие путей декарбонизационных технологий в сталелитейной промышленности Индии

По оценкам, мощность производства стали в Индии может увеличиться до 300 миллионов тонн к 2030 году (как предложено в Национальной стальной политике Индии 2017 года) и потенциально достичь 500 миллионов тонн к 2050 году. Сталелитейная промышленность Индии в настоящее время составляет 5% от общего объема выбросов парниковых газов (ПГ) в стране и 34% от совокупных выбросов обрабатывающей и строительной отраслей. По мере роста производства стали будут расти и выбросы ПГ в отрасли. По сценарию «обычного ведения бизнеса» прогнозируется, что выбросы почти утроятся, увеличившись с 295 миллионов тонн CO₂ в 2020 году до 837 миллионов тонн CO₂ к 2050 году. Таким образом, крайне важно изучить пути декарбонизации индийской сталелитейной промышленности, чтобы обеспечить достижение целей по выбросам углерода в установленные сроки.
На сегодняшний день решения в области чистых технологий в индийской сталелитейной промышленности еще не достигли коммерциализации и находятся, самое большее, на стадии исследований и/или пилотных проектов.
1. Повышение энергоэффективности
Повышение энергоэффективности должно быть первоочередной задачей для индийских сталелитейных компаний. По сравнению с международными показателями, энергопотребление в процессе производства стали в Индии значительно выше. Это во многом объясняется преобладанием устаревших и неэффективных доменных печей, а также сильной зависимостью от процессов прямого восстановления на основе угля.
2. Повышение эффективности использования ресурсов
Повышение эффективности использования ресурсов — еще один важный рычаг, помогающий сократить выбросы CO₂ в процессе производства стали. По мере роста спроса на сталь в Индии стимулирование переработки материалов имеет решающее значение для смягчения неблагоприятных воздействий на окружающую среду.
Меры по повышению эффективности использования ресурсов включают увеличение использования стального лома в процессе выплавки стали, продление срока службы продукции за счет использования материалов более высокого качества и снижение потребления стали за счет использования высокосортной стальной продукции. Эти меры снижают спрос на производство необработанной стали и оказывают положительное влияние на энергопотребление и выбросы углерода.
3. Трансформация технологий
В краткосрочной перспективе меры по повышению энергоэффективности и эффективности использования ресурсов имеют решающее значение для снижения выбросов углерода и энергопотребления в процессе производства стали.
В средне- и долгосрочной перспективе сталелитейной промышленности потребуется внедрять новые низкоуглеродные технологии. Это потребует перехода от текущего производства стали на основе угля к газовым технологиям, что значительно снизит воздействие на окружающую среду. С экономической точки зрения использование природного газа или синтез-газа станет осуществимым вариантом трансформации.
В Индии, если стоимость выгрузки природного газа составит около 6-8 долларов за MMBtu (миллион британских тепловых единиц), то газовое прямое восстановление сможет конкурировать с угольными маршрутами восстановления. Некоторые установки по производству железа прямого восстановления (DRI) в Индии, использующие природный газ в качестве восстановителя, уже полагаются на импортный природный газ. Например, компания Jindal South West (JSW) Steel использует 100% импортного природного газа для производства DRI. Другие газы, такие как коксовый газ (COG) и газ COREX, также используются на нескольких сталелитейных заводах по всей Индии.
4. Технологии глубокой декарбонизации
Для достижения декарбонизации в процессе производства стали недостаточно просто повысить энергоэффективность и эффективность использования ресурсов; необходимо сосредоточиться на коммерческом масштабировании прорывных технологий — например, технологии улавливания углерода.
Удаление CO2 из доменного газа может быть интегрировано с улавливанием CO2 для обеспечения источника газа с высоким содержанием CO2 и высоким качеством для улавливания углерода, тем самым достигая низкозатратного и низкоэнергоемкого улавливания CO2. Компания PKU Pioneer использует комбинированный процесс короткоцикловой адсорбции (PSA) и холодного ящика, поддерживая общее энергопотребление для улавливания одной тонны CO2 ниже 2 ГДж. В сочетании с технологией разделения CO для доменного газа общая стоимость дополнительно снижается.
Компания PKU Pioneer использует собственный медьсодержащий адсорбент для эффективной очистки CO из сырьевых газов, богатых H2, N2 и CH4, достигая чистоты до 99,9%. Технология разделения CO методом PSA решает промышленную задачу отделения CO от N2 и CH4 и широко применяется для разделения и очистки CO в различных сырьевых газах. Среди более чем 50 успешных промышленных проектов пилотный проект установки PSA-CO компании PKU Pioneer для China Steel Corporation (CSC) в настоящее время находится в эксплуатации. После удовлетворения строгих требований развитых стран компания PKU Pioneer экспортировала первую установку очистки PSA-CO в США в 2024 году. Технология очистки CO методом PSA играет ключевую роль в текущем развитии путей декарбонизации в производстве стали. Например, в газовых процессах прямого восстановления железа (DRI) выделенный высокочистый CO может использоваться в качестве восстановителя или химического сырья, что значительно снижает зависимость от традиционного угля и уменьшает выбросы углерода. Кроме того, она может быть интегрирована с использованием водорода, предоставляя больше возможностей для глубокой декарбонизации в сталелитейной промышленности.