Британские исследователи нашли способ сократить выбросы углекислого газа, согревающего планету, при производстве стали, а также сэкономить деньги.
На производство стали приходится около 7% мировых выбросов углерода. Его также чертовски сложно обезуглероживать из-за того, что он зависит от коксующегося угля, который превращает железную руду в металлическую форму.
В статье, опубликованной в журнале «Чистое производство» в этом месяце, ученые из Бирмингемского университета в Англии предложили использовать форму минерала перовскита для переработки углекислого газа, который вырабатывается в сталеплавильных доменных печах. Если они смогут заставить его работать в больших масштабах, этот процесс может резко сократить выбросы в отрасли без необходимости в дорогостоящем новом оборудовании или машинах.
«Мы можем почти полностью замкнуть цикл. Все те вредные газы, которые выбрасывались в атмосферу, теперь используются для чего-то полезного, просто перерабатываются внутри системы», — сказала ведущий автор исследования Гарриет Килдал.
В настоящее время наиболее широко разрекламированная альтернатива традиционному производству стали использует водород, производимый с использованием возобновляемой электроэнергии, для превращения железной руды в железо. Этот процесс известен уже несколько десятилетий, но производители стали только начинают инвестировать в него средства из-за его непомерно высокой стоимости.
Минерал перовскит, который изучали исследователи, может превращать углекислый газ обратно в монооксид углерода, который можно снова использовать в доменной печи в качестве альтернативы коксующемуся углю. Это существенно удешевит процесс и сделает его намного дешевле, чем процессы на основе водорода.
Важно отметить, что эту технологию также можно модернизировать на существующих доменных печах, что сократит выбросы примерно на 90% и позволит избежать огромных новых инвестиций, которые требуются для производства стали на основе водорода.
Перовскит — это тип кристалла, в данном случае сделанного из ниобия, карбоната кальция, железной руды и карбоната бария. Перовскиты также были предложены в качестве новых форм топлива и солнечных элементов.
Ниобий, считающийся важнейшим минералом, добывается только в Бразилии и Канаде, в результате чего крупные страны, включая США и Китай, зависят от импорта. В настоящее время он используется в стальных сплавах, в том числе для того, чтобы сделать автомобили легче и экономичнее.
«С точки зрения экономической эффективности, для сокращения проблемных активов, это будет намного быстрее, чем другие маршруты», — сказал Юлонг Дин, профессор Бирмингемского университета и соавтор статьи.
Метод был продемонстрирован в лаборатории, но не в коммерческом масштабе, что будет иметь решающее значение для доказательства его жизнеспособности. Проблемы включают в себя поиск материала, который может заменить коксующийся уголь в доменной печи. По словам авторов, коммерческие демонстрационные установки могут появиться в течение пяти лет.