Исследователи из Бирмингемского университета разработали новый, замкнутый цикл модернизации промышленных металлургических печей, который может сократить общие выбросы парниковых газов почти на 90 процентов. В случае успешной реализации этот новый подход может стать переломным моментом для некоторых из самых назойливых мировых загрязнителей окружающей среды.
Производство стали является одним из основных строительных блоков современного общества, но оно сопряжено с большими экологическими издержками - сегодня на долю черной металлургии приходится почти 10 процентов всех мировых выбросов парниковых газов. Проблемы возникают из-за традиционного доменного производства, которое требует перегонки угля в коксовых печах, в результате чего образуется угарный газ. После того, как кокс взаимодействует с железной рудой в печи, образующийся "верхний газ", состоящий в основном из CO, CO2 и N2, сжигается для повышения температуры дутья до 1350C, а остатки загрязняющих веществ выбрасываются во внешний воздух.
В настоящее время подавляющее большинство планов по декарбонизации отрасли предполагает постепенный отказ от существующих сталеплавильных и чугуноплавильных печей в пользу электродуговых установок, работающих на возобновляемой энергии, или ЭДП. К сожалению, строительство электродуговых печей может стоить миллиарды долларов, что делает их маловероятным кандидатом для широкомасштабного внедрения в сроки, необходимые для предотвращения наихудших последствий климатического кризиса.
Однако, как отмечается в их недавней работе, опубликованной в журнале "Journal of Cleaner Production", команда из Бирмингемского университета смогла уловить CO2 из верхнего газа традиционных печей и уменьшить его до монооксида углерода и кислорода с помощью материала "перовскит", изготовленного из кристаллической решетки минерала. Перовскит требует гораздо более низких температур для осуществления химических реакций, которые могут генерироваться как возобновляемыми источниками энергии, так и теплообменниками, просто подключенными к печам. И угарный газ, и кислород затем подаются обратно в печь, где они необходимы в процессе производства стали, образуя почти идеальную замкнутую систему.
По мнению исследователей, если их метод будет внедрен на двух оставшихся доменных заводах Великобритании, то в течение 5 лет можно будет сэкономить более 1,5 миллиарда долларов, сократив при этом общий объем выбросов в стране почти на 3 процента. Если экстраполировать эти данные на мировую сталелитейную и металлургическую промышленность, то можно легко представить, как это может дать огромный толчок для перехода к более экологичной инфраструктуре.