В Санкт-Петербурге прошел Восемнадцатый Конгресс сталеплавильщиков и производителей металла. Это важнейшее мероприятие, на котором раз в два года собираются промышленники и ученые. В работе Конгресса приняли участие представители Южно-Уральского государственного университета.
«Наш научный коллектив занимается вопросами экологизации производства и адаптации к изменениям климата, – рассказала доцент кафедры экологии и химической технологии ЮУрГУ Татьяна Крупнова. – В последнее время часто приходится слышать из уст чиновников самых разных рангов и некоторых представителей бизнеса, что переход к более экологичному производству – это выстрел себе в ногу, что глобальное потепление штука совсем не вредная для России, а даже полезная для сельского хозяйства. Однако большое количество производителей стали в нашей стране придерживаются другого, научно-обоснованного взгляда на эти вопросы».
Глобальные изменения климата – не просто увеличение средней температуры на планете на пару градусов. Это длительные периоды засухи, аномальные осадки, торнадо, усиление пожаров, наводнения, изменения биоразнообразия и другие катаклизмы. Устранение их последствий приводит к значительно большим расходам, чем затраты на изменения технологий, не говоря уже о человеческих жертвах и сломанных судьбах. Что касается загрязнения окружающей среды, то исследования ученых ЮУрГУ, проводимые на территории Челябинской и Свердловской областей, показали, что выбросы потенциально опасных канцерогенов с вероятностью 0,99 влияют на онкозаболеваемость населения, сердечно-сосудистые заболевания и тяжесть инфекционных процессов.
На мировое сталелитейное производство приходится около 7% от общего объема глобальных выбросов парниковых газов – выше других отраслей тяжёлой промышленности. Кроме того, металлургическая промышленность является вторым по величине потребителем угля после производства электроэнергии. Больше половины вредных выбросов при производстве чугуна и стали производит Китай – 54%, на втором месте Индия – 6,6 %, 5,1% – Япония, Южная Корея и Россия – 3,2 и 3 процента соответственно.
Мировая наука решает задачу создания новых, «зелёных» технологий в области металлургии. Наиболее простым решением для сокращения выбросов являются методы «циклической» экономики: использование металлолома и применение «чистой» электроэнергии взамен ископаемого топлива.
Существуют и другие инновационные технологии, например, улавливание и сохранение углерода CCUS. В Нидерландах внедрена инновационная технология производства чугуна HIsarna, доменные печи закрываются, установка будет работать сначала на природном газе, а затем перейдёт на водород. В Массачусетском технологическом университете в лабораторных условиях опробовано производство железа методом электролиза расплавленного оксида. В США также применяется метод мгновенной плавки водородом, но он зависит от особенностей руды, добываемой на американском континенте.
В мире ведутся исследования в нескольких направлениях. От лабораторных испытаний сталелитейщики переходят к пилотным проектам, к 2026 году за ними последуют крупномасштабные демонстрационные проекты, а затем полная коммерциализация к 2030–2040 годам. Среди лидеров по внедрению технологий производства стали с низкими выбросами углекислого газа – Япония (COURSE50), Южная Корея (FINEX-CEM), Китай, Австрия (H2 Future project), Швеция (HYBRIT), Германия (Carbon2Chem, SALCOS projects).
В России такие исследования пока крайне разрознены. Одним из лидеров является Челябинская область. Ученые ЮУрГУ ведут разработку технологий избирательного извлечения металлов из природного и техногенного сырья с применением водородсодержащих газов. Работы направлены на переработку складируемых отходов металлургических производств, а также вовлечение невостребованных ныне месторождений в экономическую деятельность региона. Самые важные проекты на сегодняшний день: селективное восстановление металлов водородом из ильменит-титаномагнетитовой руды Медведевского месторождения, исследование процесса твердофазного восстановления хромового сырья Кемпирсай метансодержащими газами и разработка технологии и аппаратурного оформления процесса восстановления сульфата натрия до сульфида натрия природным газом.