УГЛЕРОДНАЯ МЕТКА И ВОДОРОДНАЯ АЛЬТЕРНАТИВА

Сейчас некоторые страны рассматривают введение «углеродной метки» или «углеродного пограничного налога» в качестве дополнительной меры по защите своих рынков. Конкурентоспособность экспортной металлопродукции теперь будет зависеть от выбросов СО2 у производителя.

Парижское Соглашение 2015 года объединило почти 200 стран для того, чтобы остановить изменение климата, вызванное загрязнением атмосферы при сжигании ископаемого топлива. Обязательства по снижению выбросов в Соглашении пока являются добровольными и необязательными для вступивших стран. Его подписание было срочной мерой по удержанию прироста глобальной средней температуры до 2°С (по сравнению с доиндустриальными уровнями) и приложению усилий в целях ограничения ее роста до 1,5°С. Парижское Соглашение по климату должно вступить в силу в 2021 году. Предполагается, что документ придет на смену принятому в 1997 году Киотскому протоколу (посвящен стабилизации выбросов парниковых газов).

Был ли достигнут прогресс в достижении поставленных Соглашением целей?

К сожалению, обуздать мировые выбросы парниковых газов пока что не получается. В 2018 году они увеличились на 2% в глобальном масштабе по сравнению с 1,6% в 2017. А в 2019 году их темпы роста будут одними из самых высоких за всю историю.

Из-за стремительного увеличения потребления энергии в Индии, США и Китае наблюдалось самое большое повышение выбросов парниковых газов в прошлом году. Выбросы подскочили на 6,3% в Индии, на 3,4% в США и на 2,3% в Китае. В этих странах, в основном, используются ископаемые виды топлива для выработки электроэнергии. Например, потребление энергии в Индии выросло на 4%, при этом около 59% энергии вырабатывается при сжигании угля. Юго-Восточная Азия, где продолжает повышаться потребление угля, также столкнулась с резким увеличением выбросов, во главе с Вьетнамом и Филиппинами.

Настораживает тот факт, что, в первой половине 2019 года инвестиции в чистую энергию в мире снизились на 14% по сравнению с тем же периодом 2018 года, поскольку политические установки пока недостаточно стимулируют вливание свежих денег в данный сектор. В Китае инвестиции в чистую энергию сократились на 39%, на 6% в США, тогда как в Индии они выросли на 10%, а в Великобритании на 35%. В то же время, в 2018 году выработка энергии от возобновляемых источников в мире увеличилась на 14,5%, так как стоимость ветровой и солнечной энергии продолжает падать.

Мировая металлургическая промышленность потребляет огромное количество энергии. На отрасль приходится 7-9% всех прямых выбросов от ископаемого топлива. И, к сожалению, ископаемое топливо сегодня остается единственным экономически эффективным источником энергии для переработки железной руды в сталь.

По данным Всемирной ассоциации производителей стали, в среднем на каждую тонну стали, произведенной на интегрированном предприятии, приходится 1,83 тонны выбросов СО2, и эта цифра практически не изменилась за последнее десятилетие. Причем выбросы СО2 в металлургии образуются не только от сжигания топлива, но и как продукт химических реакций производственного процесса. Так, железо восстанавливается из предварительно подготовленной руды в доменных печах при температуре до 1200 ⁰С с использованием кокса. Неизбежным побочным продуктом многоступенчатой реакции взаимодействия углерода (из кокса) с оксидами железа (из руды) является углекислый газ C + Fe3O4 = CO2 + Fe.

В рамках Парижского Соглашения многие страны проводят политику, направленную на стимулирование металлургических предприятий по сокращению выбросов. Особенно радикальными мерами отличаются Китай и ЕС. Однако, наилучший результат по достижению поставленных целей, а именно по снижению углеродных выбросов и «обезуглероживанию» металлургических технологий сегодня у ЕС.

Европейский Союз лидирует в мире по сокращению выбросов: в прошлом году объем выбросов парниковых газов там сократился на 2,5%, а с 1990 года — на 22%. В ЕС с 1 января 2005 года началась торговля квотами на выбросы парниковых газов. Для того чтобы торговать каждое государство-член ЕС должно было создать государственную программу распределения разрешенных выбросов. Согласно программе, предприятиям выдавались квоты разрешенных выбросов в атмосферу. Если оператор выбрасывает в атмосферу меньше установленной квоты, то разницу между установленной квотой и действительным выбросом он может продать.

Однако, такая экологическая политика ЕС вызывает проблемы у европейских металлургических компаний. Цена на углеродные квоты, которые они должны покупать, чтобы компенсировать свои выбросы, утроилась за последние два года и, по прогнозам, будет расти дальше. Европейские металлурги уже не раз обращались к правительству, заявляя, что жесткая экологическая политика приводит к потере их прибыли и сводит на нет их способность инвестировать в безуглеродные инновации. По данным инвестиционного банка Jefferies, после достижения 10-летних максимумов в прошлом году, средние доходы в сталелитейной промышленности Европы во втором квартале 2019 года упали почти на две трети.

В то же время, глобальная экономическая неопределенность подрывает усилия ЕС по «обезуглероживанию» производства стали. Торговая война между США и Китаем сделала Европу пунктом назначения дешевого иностранного металла в то время, когда спрос из-за спада на автомобильном рынке падает.

Сейчас некоторые страны рассматривают введение «углеродной метки» в качестве дополнительной меры по защите своих рынков. Углеродная метка — это количество CO2, необходимое для производства и транспортировки тонны стали. Углеродная метка является более здоровой концепцией, чем налог или квоты на выбросы углерода, которые наносят ущерб сталелитейной промышленности (например, в Европе), повышая стоимость местной стали и стимулируя импорт из более загрязняющих стран.

CSPA (Канадская ассоциация производителей стали) уже опубликовала статистику, показывающую, что CO2 на тонну стали, импортируемой в Канаду, выше, учитывая выбросы углекислого газа при транспортировке, поэтому канадские производители стали уже обсуждают эту концепцию.

Новый европейский комиссар по климату Франс Тиммерманс 8 октября предложил ввести «углеродный пограничный налог» на импорт из стран с нестрогими экологическими нормами и, следовательно, с более дешевыми затратами на производство.

При определении угольной метки или углеродного пограничного налога отправной точкой может быть расчет углеродной метки на макрорегиональной основе, как это предложено CSPA. В дальнейшем, ее расчет может быть сделан на более распределенной основе, как в предложенной европейской концепции. Такие расчеты, возможно, будут основываться на общепринятых значениях выбросов для каждого способа производства стали, с поправкой на соотношение способов производства стали в каждом макрорегионе (электросталеплавильное производство/доменное+кислородно-конвертерное производство — EAF vs BF/BOF) с использованием годовой статистики World Steel Association или рассчитанное для микрорегионов.

Введение углеродного пограничного налога в ЕС преследует еще одну цель. Данная мера помешает европейским сталелитейным компаниям перемещать свои производства за пределы ЕС в страны, где нет строгих ограничений выбросов. А страны-экспортеры металлопродукции в ЕС получат серьезный стимул по улучшению экологии своих производств.

С введением углеродной метки в качестве защитной меры при международной торговле, производители стали по всему миру будут вынуждены переходить на новые технологии с пониженным удельным выбросом углерода. Это может быть переход на более «чистые» электродуговые печи, замену угля на природный газ в качестве восстановителя, преобразование обогащенных углеродом отработанных газов в биотопливо посредством улавливания, утилизации и хранения углерода (CCUS).

В будущем, переход на водород в качестве источника топлива и восстановителя также может сократить выбросы в отрасли: при сжигании водорода единственным выбросом является вода. Сейчас при поддержке Европейской комиссии производители стали и их партнеры по всей Европе вкладывают значительные средства в водородные схемы.

Например, Primetals Technologies разрабатывает процесс с использованием водорода вместо коксующегося угля в качестве восстановителя железной руды. Пилотная установка строится на производственной площадке австрийского Voestalpine. Здесь, за счет исключения процесса агломерации руды будет затрачиваться значительно меньше энергии при производстве стали, а выбросы СО2 будут стремиться к нулю. При этом, если энергия для получения водорода и рафинирования стали будет генерироваться от возобновляемых источников, то на установке в Австрии, возможно, появится первая в мире сталь, полученная с нулевыми выбросами СО2 в атмосферу. По оценкам компании, для сталелитейного завода, переведенного с угля на водород, который производит 5 миллионов тонн стали в год, потребуется более 44 тонн водорода в час.

Водородная альтернатива также тестируется такими промышленными гигантами как ArcelorMittal, Salzgitter Group, SSAB, LKAB+Vattenfall  и Thyssenkrupp AG.

В настоящее время водородные схемы субсидируются Европейским союзом и международными схемами финансирования. По мере роста глобального интереса к этим производствам, стоимость получения водорода должна упасть.

По данным BloombergNEF, металлургия сможет избавиться от репутации климатической угрозы, если к 2050 году половина мирового производства стали будет получено с использованием водорода. Но их более реалистичная оценка —  от 10 до 50% водородной металлургии в мировом производстве стали к середине XXI века. По оценкам BloombergNEF, водородные технологии в металлургии начнут выигрывать конкуренцию у заводов, работающих на углероде, когда стоимость водорода, полученного от возобновляемых источников энергии («зеленого» водорода) упадет ниже 2,20 долл. США за килограмм, при условии, что цены на коксующийся уголь будут 310 долл. США за тонну. Это, возможно, случится уже к 2030 году.

На сегодняшний день самый дешевый способ получения «зеленого» водорода – это высокотемпературный электролиз с использованием энергии от солнечных батарей или прибрежных ветровых турбин, буферизируемых через аккумуляторные батареи для обеспечения бесперебойной работы. Использование солнечного тепла в данной технологии также является многообещающим, поскольку снижает потребность в электроэнергии для электролиза. На входе такого процесса – природный газ, на выходе – водород, электричество, вода и выделенный СО2, который улавливается с минимальными затратами.

В сегодняшних условиях, для отдельно взятого производителя самым простым способом уменьшить свою углеродную метку, возможно, станет увеличение доли металлолома в металлошихте и переход на производство стали в электродуговых печах.

Алла Бриттанова, 08-11-2019