Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии

DOI: 10.52150/2522-9117-2023-37-4-25

Тубольцев Леонід Григорович, к.т.н., с.н.с., зав. відділом, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-9540-3037. E-mail: isi.tubol@gmail.com
Чайка Олексій Леонідович, к.т.н., с.н.с., зав. лабораторією, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0003-1678-2580. E-mail: chaykadp@gmail.com
Бабаченко Олександр Іванович, д.т.н., с.н.с., директор, Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАН України, площа Академіка Стародубова, 1, Дніпро, 49107, Україна. ORCID: 0000-0001-7501-4173. E-mail: office.isi@nas.gov.ua

ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ МЕТАЛУРГІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА В УКРАЇНІ ЗА РАХУНОК ВИКОРИСТАННЯ НОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Анотація. Розробка напрямів декарбонізації виробництва сталі з метою підвищення енергоефективності та поліпшення екологічних показників шляхом скорочення викидів діоксиду вуглецю є актуальним та перспективним завданням сьогоднішнього дня в світовій металургії. В останні роки для промислового виробництва з’явилося нове обмеження – Паризька угода ООН від 2015 року зобов’язує країни забезпечити перехід до виробництва сталі з обмеженими або нульовими викидами оксиду вуглецю (СО2), щоб зменшити вплив промисловості на екологію. Метою статті є аналіз стратегічних аспектів технологічного розвитку металургійної промисловості та декарбонізації виробництва сталі на основі трансферу технологій і розробка теоретико-методологічних основ аналізу напрямів енергозбереження. У роботі наведено результати аналізу напрямів скорочення викидів діоксиду вуглецю та зменшення витрати вуглецю в металургійному виробництві за рахунок вдосконалення існуючих та впровадження інноваційних технологій. Наведено результати теоретичного та експериментального дослідження зменшення викидів СО2, що проводилися у світ та в Україні. Світовими лідерами в розробці технічних та технологічних рішень щодо скорочення викидів СО2 в металургійному виробництві є компанії більшості промислово розвинених країн. Наведено приклади нових технологій, що зменшують викиди СО2. Показано, що розробки з декарбонізації виробництва сталі нині ще не досягли рівня, який вимагає значного скорочення викидів СО2. Перспектива створення інноваційних технологій пов’язана з використанням водню у металургійному виробництві. Але рішення, які пропонують закордонні компанії, не завжди можливо застосувати для металургійного виробництва України, вони вимагають наукового опрацювання та адаптації до умов України, в тому числі, з урахуванням енергобалансу підприємств, сировинних умов, рівня технології та конкурентоспроможності металопродукції, наявності енергоносіїв. Визначено умови, яким повинна відповідати загальна Стратегія декарбонізації виробництва сталі. В Україні необхідно розробити власну концепцію зменшення викидів СО2 з урахуванням збереження конкурентоспроможності продукції. Тому дуже важливо оцінити та проаналізувати напрями скорочення викидів СО2 в металургії для подальшої зменшення викидів діоксиду вуглецю стосовно до існуючих і перспективних умов функціонування металургійних підприємств України.

Ключові слова: виробництво сталі, екологія, декарбонізація, технології, викиди СО2.

DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-4-25

Посилання для цитування: Тубольцев Л. Г., Чайка О. Л., Бабаченко О. І. Перспективи розвитку металургійного виробництва в Україні за рахунок використання нових технологій. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2023. Вип. 37. С. 4-25. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-4-25

Перелік посилань

  1. Bataille C., Nilsson L. J., Jotzo F. Industry in a net-zero emissions world: New mitigation pathways, new supply chains, modelling needs and policy implications. Energy and Climate Change. 2021. Vol. 2, 100059. https://doi.org/10.1016/
    j.egycc.2021.100059
  2. Omelyanenko V. Analysis of strategycal aspects of technology transfer in metallurgy. Metallurgical and Mining Industry. 2015. № 12. P. 394-397. https://www.metaljournal.com.ua/assets/Journal/english-edition/MMI_2015_12/061
    Omelyanenko.pdf
  3. Environmental impact evaluation of an iron and steel plant in China: Normalized data and direct/indirect contribution / T. Liang et al // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 264, 121697. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121697
  4. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production. Industrial Emissions Directive 2010/75/EU. Integrated Pollution Prevention and Control. URL: https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/handle/JRC69967
  5. CO2 Recycling in the Iron and Steel Industry via Power-to-Gas and Oxy-Fuel Combustion / J. Perpiñán et al // Energies. 2021. Vol. 14. Issue 21, 7090. https://doi.org/10.3390/en14217090
  6. Cavaliere P. Hydrogen Assisted Direct Reduction of Iron Oxides. Springer Cham, 2022. 399 p. https://doi.org/10.1007/978-3-030-98056-6
  7. The retardation kinetics of magnetite reduction using H2 and H2–H2O mixtures / W.-H. Kim et al // International Journal of Hydrogen Energy. 2013. Vol. 38, Issue 10, P. 4194-4200, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2013.01.147
  8. World direct reduction statistics. Midrex Technologies, Inc. 2007. URL: www.midrex.com
  9. Decarbonization scenarios for the iron and steel industry in context of a sectoral carbon budget: Germany as a case study / C. Harpprecht et al // Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 380, Part 2, 134846. https://doi.org/10.1016/
    j.jclepro.2022.134846
  10. Influence of H2–H2O Content on the Reduction of Acid Iron Ore Pellets in a CO–CO2–N2 Reducing Atmosphere / A. Abdelrahim et al // ISIJ International. 2020, Vol. 60. Issue 10. P. 2206-2217. https://doi.org/10.2355/isijinternational.ISIJINT-2019-734
  11. Techno-economic evaluation of innovative steel production technologies / M. Fischedick et al// Journal of Cleaner Production. 2014. Vol. 84. P. 563-580. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.05.063
  12. Hydrogen steelmaking for a low-carbon economy. A joint LU-SEI working paper for the HYBRIT project. Stockholm Environment Institute: Stockholm, 2018. https://www.sei.org/wp-content/uploads/2018/09/hydrogen-steelmaking-for-a-low-carbon-economy.pdf/
  13. En:fomer (23 November 2023). We’ve climbed the foothills, now let’s tackle the mountain. URL: https://www.en-former.com/en/weve-climbed-the-foothills-now-lets-tackle-the-mountain/
  14. Бєлоусова К. У Швеції проєкт HYBRIT може забезпечити “зелену революцію” у металургії (Дата звернення: 12 Серпня 2022). https://ecopolitic.com.ua/ua/news/u-shvecii-proiekt-hybrit-mozhe-zabezpechiti-zelenu-revoljuciju-u-metalurgii/
  15. Development and progress on hydrogen metallurgy / J. Tang et al /. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 2022. Vol. 27. Issue 6. P. 713-723. https://doi.org/10.1007/s12613-020-2021-4
  16. Plaza M. G., Martínez S., Rubiera F. CO2 Capture, Use, and Storage in the Cement Industry: State of the Art and Expectations. Energies. 2020, Vol. 13. Issue 21, 5692. https://doi.org/10.3390/en13215692
  17. YENA Engineering. 4 Latest Technologies in Steel Industry. URL: https://yenaengineering.nl/4-latest-technologies-in-steel-industry/
  18. The ORC Technologyh. 2023. URL: https://www.turboden.com/turboden-orc-technology/1062/the-orc-technology
  19. Organic Rankine cycle. 2023. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/
    Organic_Rankine_cycle
  20. Organic Rankine cycle. CoolScienceVideos. URL: https://www.youtube.com/watch?v=jU2AlRRlQDc
  21. Converter carbon steelmaking – boost your competitive edge with full-line solutions from the process inventor. (2023). Primetals Technologies Jet Process. 2023. URL: https://www.primetals.com/portfolio/steelmaking/converter-carbon-steelmaking/
  22. Определение показателей кислородно-конвертерной плавки при переходе на малошлаковые технологии / В. П. Корченко и др. // Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. 2004. Вып. 9. С. 97–106
  23. Molten Oxide Electrolysis (MOE) for Steelmaking. 2023. URL: https://www.bostonmetal.com/moe-technology/
  24. Temple J. A new way to make steel could cut 5% of CO2 emissions at a stroke. MIT Technology review. 24 September 2018. URL: https://www.technologyreview.com/2018/09/24/2024/this-mit-spinout-could-finally-clean-up-steel-one-of-the-globes-biggest-climate-polluters/
  25. Journal of The Electrochemical Society. URL: http://jes.ecsdl.org/content/162/1/E13.full
  26. Allanore A., Yin L., Sadoway D. A new anode material for oxygen evolution in molten oxide electrolysis. Nature. 2013. Vol. 497. P. 353-356. https://doi.org/10.1038/nature12134
  27. Григорій Бондар. Декарбонізація металургії стане можливою в Україні завдяки меморандуму “Метінвесту” з SMS group. URL: https://www.unian.ua/
    ecology/dekarbonizaciya-virobnictva-stali-ta-chavunu-stane-mozhlivoyu-v-ukrajini-zavdyaki-memorandumu-mizh-metinvestu-z-sms-group-11643385.html

No widgets added. You can disable footer widget area in theme options - footer options

Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии
Logo