Ý nghĩa của chúng tôi khi nói về thép carbon thấp

Lịch sử ngành của chúng ta theo nhiều cách phản ánh các xã hội mà chúng ta hoạt động, và kể từ cuộc cách mạng công nghiệp, sản xuất gang và thép đã được cung cấp năng lượng từ than đá.

 

Điều này hiện đang thay đổi và ngành thép, giống như phần còn lại của xã hội, đang chuyển đổi để cung cấp các sản phẩm và dịch vụ trong tương lai, trong đó việc phát thải carbon dioxide và các loại khí nhà kính khác bị hạn chế nghiêm trọng.

 

Ngôn ngữ liên quan đến sự thay đổi này vẫn đang phát triển và do đó, nhiều cách diễn đạt khác nhau đang được các bên liên quan khác nhau sử dụng.

Những biểu thức này thường được sử dụng thay thế cho nhau nhưng đôi khi có thể có nghĩa là những thứ cực kỳ khác nhau. Chúng ta phải làm gì với việc sử dụng ngày càng đa dạng thuật ngữ thép xanh? Đối với một số người, nó chỉ đơn giản là một thuật ngữ tiếp thị không có định nghĩa hoặc ranh giới.

Ở một thái cực khác, một số người tin rằng đó là một thuật ngữ cần được chứng nhận bao trùm toàn bộ lĩnh vực bền vững.

Và vấn đề không chỉ với thép xanh. Thép xanh của tôi là thép sạch hay thép không carbon? Và đâu là ranh giới được vẽ giữa thép không ròng, thép không carbon và thép carbon thấp?

 

Tại worldsteel, chúng tôi đang đưa ra một số định nghĩa giúp hiểu rõ ý nghĩa của chúng tôi khi nói về những chủ đề này.

 

Ngành công nghiệp của chúng tôi và các thành viên của chúng tôi đang làm việc để phát triển và tung ra một dòng sản phẩm thép mới, được sản xuất với gánh nặng carbon thấp hơn nhiều so với trước đây.

Cái nàythép carbon thấpđược sản xuất bằng cách sử dụng các công nghệ và thực tiễn dẫn đến việc thải ra lượng khí thải thấp hơn đáng kể so với sản xuất thông thường.

Vào năm 2021, hầu hết thép được sản xuất bằng chất khử từ nhiên liệu hóa thạch; tuy nhiên, nhiều nhà sản xuất thép đã triển khai hoặc đang phát triển các công nghệ giúp giảm đáng kể lượng khí thải từ quy trình sản xuất thép cốt lõi. Những ví dụ bao gồm:

• Aço Verde do Brasilđang sử dụng 100% than củi để sản xuất các sản phẩm sắt thép carbon thấp.
• ArcelorMittalđang xây dựng một cơ sở quy mô lớn ở Ghent, Bỉ để chuyển đổi khí thải của nhà máy thép thành ethanol, loại khí có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm sản xuất nhiên liệu tổng hợp. Một cơ sở thương mại tương tự đã bắt đầu hoạt động vào năm 2018 tạiThép Thọ Cươngở Trung Quốc, sản xuất 30 triệu lít ethanol để bán trong năm đầu tiên hoạt động.
• Tạithép tiểu vương quốc ở Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, có tới 800 nghìn tấn CO2 mỗi năm được thu giữ từ dòng khí giàu CO2 từ nhà máy luyện gang trước khi được bơm vào mỏ dầu trưởng thành để lưu trữ vĩnh viễn
• EVRAZ's Rocky Mountain Steel ở Colorado đang chuyển đổi từ than đá sang năng lượng mặt trời. Nhà máy EVRAZ sẽ là nhà máy năng lượng mặt trời tại chỗ lớn nhất trong nước dành riêng cho một khách hàng.
• HBIS, một nhà sản xuất thép hàng đầu của Trung Quốc, đang xây dựng dự án trình diễn DRI luyện kim hydro công suất 1,2 triệu tấn. Dự án sẽ sử dụng các công nghệ hydro xanh lá cây và xanh lam để khám phá con đường dẫn đến không phát thải CO2 từ quy trình sản xuất gang và thép.
• NucorNhà máy thép siêu nhỏ của Mỹ ở Sedalia, Missouri, là nhà máy thép đầu tiên của Hoa Kỳ chạy bằng năng lượng gió. Nhà máy này là sự hợp tác giữa công ty thép và công ty điện lực địa phương, sẽ cung cấp điện cho nhà máy sau khi có thỏa thuận mua bán điện giữa các công ty.
• Thép Tatađang phát triển công nghệ nấu chảy sáng tạo mới thông qua dự án HIsarna của họ. Công nghệ HIsarna có thể sản xuất sắt mà không cần lò luyện cốc, hoặc cơ sở kết tụ, tạo ra dòng khí thải giàu CO2 phù hợp lý tưởng với CCS.
• thép thyssenkrupp VàTập đoàn thép Nipponđã đưa ra một loạt thử nghiệm về việc sử dụng hydro trong lò cao đang hoạt động, nhằm giảm đáng kể lượng khí thải CO2 phát sinh trong quá trình sản xuất thép.
•  

Thép được sản xuất bằng tất cả các công nghệ này có thể được coi làthép carbon thấp, mặc dù có khả năng những gì được coi là thép carbon thấp hiện nay có thể khác vào năm 2050 khi các quy định, kỳ vọng của xã hội và công nghệ đã hoàn toàn thay đổi.

 

Nhiều cách diễn đạt khác được sử dụng trong ngành của chúng tôi và bởi các bên liên quan để chỉ thép được sản xuất bằng các công nghệ sản xuất thế hệ tiếp theo này.

 

worldsteel ưu tiên và sử dụng thép carbon thấp, giống như 'điện carbon thấp', chúng tôi cảm thấy nó dễ hiểu hơn về mặt trực giác và ý nghĩa của nó rất rõ ràng.

thép xanhđang được sử dụng và giải thích bởi nhiều bên khác nhau với những ý nghĩa khác nhau, thường là trong bối cảnh tiếp thị các sản phẩm mới có ý thức về môi trường hơn. Nó được sử dụng để chỉ thép được sản xuất bằng công nghệ đột phá, thép được sản xuất từ ​​phế liệu, thép được tái sử dụng và tái sản xuất, và thép thông thường được bù đắp lượng khí thải thông qua việc loại bỏ các đơn vị carbon hoặc phụ cấp. Do sự thiếu rõ ràng và đa dạng về ý nghĩa cố hữu này, 'thép xanh' không phải là cách diễn đạt mà worldsteel sử dụng.

 

để được thực sựkhông carbon,thép sẽ cần phải được sản xuất mà không có bất kỳ lượng khí thải CO2 nào. Đây là một tiêu chuẩn rất cao để đạt được và rất khó để hình dung ra một công nghệ sản xuất có thể đạt được điều này vào năm 2021.

 

Nhiều người có thể đang hướng tới điều này, nhưng số 0 là tuyệt đối và có lẽ không thể đạt được nếu không sử dụng các biện pháp bù đắp cho lượng khí thải carbon còn lại. Những khí thải còn lại này có thể phát sinh trong chuỗi cung ứng, từ việc sử dụng các điện cực mang carbon hoặc sử dụng khí tự nhiên trong các quy trình liên quan.

 

Cuối cùng, thép cần phải chứa một số carbon, vì đây là điểm khác biệt của nó với sắt nguyên chất. Mặc dù carbon hợp kim thiết yếu này có thể được lấy từ các nguồn không phải là hóa thạch, nhưng sự hiện diện của nó làm cho thép 'không carbon' trở thành một thứ gây nhầm lẫn.

 

Tuy nhiên, nếu có thể đạt được sự cân bằng giữa khí nhà kính đưa vào khí quyển khi sản xuất thép và khí thải được đưa ra khỏi khí quyển bằng cách hấp thụ, thì thép thu được có thể được gọi lànet-zero, hoặcthép carbon trung tính.

 

Sản lượng củathép không ròngcó thể yêu cầu các khoản bù đắp trong các lĩnh vực khác để đạt được tính trung lập thực sự và điều quan trọng là nếu các tuyên bố về tính trung lập carbon được đưa ra, các nhà sản xuất phải minh bạch về ranh giới, phương pháp tính toán của họ cũng như chất lượng và độ tin cậy của bất kỳ khoản bù đắp nào được sử dụng.

 

Một vài công ty thép bắt đầu tung ra thị trườngkhông có hóa thạch Thép. Thép không hóa thạch là thép được sản xuất mà không sử dụng bất kỳ nhiên liệu hóa thạch nào như than đá hoặc khí tự nhiên, cũng như bất kỳ năng lượng nào có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch.

 

Tất cả thép không có hóa thạch sẽ có hàm lượng carbon thấp, nhưng không phải tất cả thép có hàm lượng carbon thấp đều có thể được mô tả là không có hóa thạch. Ví dụ, thép có hàm lượng carbon thấp được sản xuất trong một cơ sở sử dụng phương pháp thu hồi và lưu trữ carbon (CCS) vẫn có thể sử dụng khí đốt tự nhiên hoặc than đá, nhưng ngăn chặn sự phát thải CO2 vào khí quyển. Nếu sinh khối đóng một vai trò nào đó, thì điều quan trọng là phải đảm bảo nó được cung cấp có trách nhiệm[1].

 

thép sạchlà một thuật ngữ kỹ thuật được sử dụng trong lĩnh vực thép để chỉ các loại thép có hàm lượng tạp chất, oxit, tạp chất thấp hoặc hàm lượng carbon hòa tan trong kim loại thấp hoặc cực thấp. Cụm từ này được sử dụng phổ biến, kể cả bởi worldsteel trong 'Nghiên cứu về thép sạch' năm 2004 của chúng tôi và có nghĩa là một cái gì đó cụ thể. Như vậy worldsteel không đề cập đến "thép sạch" trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

 

không có carboncũng là một biểu hiện khó liên quan đến thép, xét cho cùng, thép không có carbon là sắt và hàm lượng carbon trong thép được kiểm soát chính xác để đạt được các đặc tính yêu cầu trong một lô cụ thể. Carbon sẽ cần được thêm vào sắt khử hydro để biến nó thành thép thông qua quá trình tinh chế.

 

Cuộc trò chuyện về biến đổi khí hậu thường được tiến hành theo nhu cầukhử cacbonxã hội. worldsteel thường không sử dụng cách diễn đạt này để chỉ sản xuất thép, vì chính lượng khí thải từ quá trình sản xuất thép cần phải không có GHG/CO2, chứ không phải bản thân quá trình.

 

Nhiều công nghệ đột phá hứa hẹn sẽ vẫn sử dụng carbon làm chất khử hóa học nhưng ngăn chặn khí nhà kính có hại phát thải vào khí quyển. Vì vậy, mặc dù khí thải từ ngành công nghiệp của chúng ta cuối cùng sẽ được khử cacbon, nhưng bản thân quá trình luyện gang có thể không được khử.

 

Công nghệ đột phásản xuất thép các-bon thấp theo cách hoàn toàn khác với công nghệ lò cao thông thường, công nghệ DRI hoặc EAF. Ví dụ về công nghệ đột phá đang được phát triển bao gồm khử hydro, ứng dụng CCS, điện phân quặng sắt, một bộ công nghệ lưu trữ và sử dụng thu giữ carbon (CCUS) và các quy trình giảm nhiệt luyện mới.

 

hydrolà một công cụ chính giúp giảm đáng kể lượng khí thải GHG từ ngành gang thép và nhiều thành viên của worldsteel đang khám phá lựa chọn công nghệ này. Hydrogen thường được quy cho một màu, tùy thuộc vào thông tin về lượng carbon thấp của nó.

 

Khi worldsteel nói về hydro carbon thấp, ý của chúng tôi là:

• hydro xanhđược sản xuất thông qua quá trình điện phân nước, chạy bằng điện tái tạo.
• hydro xanhđược sản xuất từ ​​khí tự nhiên thông qua quá trình reforming mêtan bằng hơi nước kết hợp với CCS.
• hydrocũng có thể được sản xuất bằng điện phân sử dụng các nguồn điện carbon thấp khác, chẳng hạn như hạt nhân hoặc CCS. Chúng tôi cũng coi đây là loại carbon thấp.
• hydro hóa thạchđược làm từ nhiên liệu hóa thạch chưa suy giảm, chủ yếu là:
• hydro xámđược làm từ khí tự nhiên thông qua quá trình tái tạo khí metan bằng hơi nước, không có CCS nên CO2 được thải ra khí quyển.
• Hydro màu nâu hoặc đenđược sản xuất thông qua quá trình khí hóa than và dẫn đến lượng khí thải GHG cao hơn đáng kể so với các màu khác.

 

bước lênlà 4-quy trình đánh giá hiệu quả giai đoạn của worldsteel. step up nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất thép hiện nay, để hỗ trợ các thành viên của chúng tôi vận hành các cơ sở của họ ở mức hiệu suất tương xứng với các cơ sở hiệu quả nhất thế giới. bước lên là một chương trình chuyển tiếp và không nên được coi là cung cấp giải pháp cho các thách thức biến đổi khí hậu của ngành thép.

 

[1] Một số chương trình tồn tại để chứng nhận sinh khối có trách nhiệm, ví dụ, Hội đồng Quản lý Lâm nghiệp