ВПЛИВ НИЗЬКОВУГЛЕЦЕВОЇ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ТРАНСФОРМАЦІЇ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ НА СПОЖИВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.4.19Ключові слова:
декарбонізація, чорна металургія, технологічна трансформація, потреби електроенергії, потужність електрогенерації, парникові газиАнотація
У даній статті представлені результати розрахунково – аналітичного дослідження впливу низьковуглецевої технологічної трансформації чорної металургії на обсяги споживання електроенергії та потреби в електрогенеруючих потужностях для задоволення цього споживання електроенергії, а також на зміну обсягів викидів парникових газів внаслідок цієї технологічної трансформації. Перспективний прогноз цієї низьковуглецевої технологічної трансформації передбачає поступову заміну традиційної аглодоменної технології виробництва сталі з застосуванням кисневого конвертора технологію прямого відновлення заліза воднем з використанням електродугової сталеплавильної печі. В якості проміжної (перехідної) технології цієї трансформації використовується аглодоменна технологія виробництва сталі із застосуванням електродугової сталеплавильної печі. Для всіх технологій використовується технологія безперервного лиття заготовки. Варіантні розрахунки проводились для загального річного виробництва сталі 10,0 млн т/рік для забезпечення можливості подальшого індикативного масштабування стосовно перспективних обсягів річного виробництва сталі. Показано, що внаслідок застосування електролізної технології отримання водню, технології прямого відновлення заліза та електродугової сталеплавильної технології споживання електроенергії зросте з 2,74 млрд кВт∙год/ рік до 35,13 млрд кВт∙год/ рік (в 12,84 рази) порівняно із традиційною аглодоменною технологією виробництва сталі з застосуванням кисневого конвертора. При цьому необхідна потужність електрогенерації зросте з 0,48 ГВт до 6,15 ГВт (в 12,84 рази). Викиди парникових газів в результаті такої трансформації зменшаться з 17,98 млн т СО2-екв /рік до 7,0 млн т СО2-екв/рік (в 2,57 рази). В перспективі викиди парникових газів можна зменшити до нульових значень із застосуванням безвуглецевих технологій електрогенерації з відновлювальних джерел енергії – сонячних, вітрових та гідравлічних електростанцій. Однак, зважаючи на стохастичний (мінливий) характер електрогенерації сонячними та вітровими електростанціями, необхідність забезпечення безперервного та стабільного постачання електроенергією металургійного виробництва в зростаючих обсягах її потужності є завданням найближчих десятиліть. Результати цього дослідження можуть бути використанні при прогнозному плануванні розвитку електрогенеруючих потужностей Об’єднаної енергетичної системи України.
Посилання
Decarbonization Pathways for Steel and Cement Industries. URL: https://cdn.ihsmarkit.com/www/ pdf/0622/Infographic---Decarbonization-Pathways-for-Steel-and-Cement-Industries.pdf
Презентація сценаріїв, політик та інвестицій до НВВ2. Засідання Робочої групи з питань розробки другого Національно-визначеного внеску України до Паризької угоди:обговорення політик та заходів. м. Київ, Україна, 26 листопада 2020 р. URL: https://mepr.gov.ua/files/docs/Zmina_klimaty/26.11.2020%20 презентація%20сценаріїв,%20політик%20та%20інвестицій%20до%20НВВ2.pptx
A. Toktarova, I. Karlsson, J. Rootzen and others. Pathways for Low-Carbon Transition of the Steel Industry – A Swedish Case Study. Energies 2020, 13, 3840. DOI: https://doi.org/10.3390/en13153840
J.R. Diez, S. Tome-Torquemada, A. Vicente Decarbonization Pathways, Strategies and Use Cases to Achieve Net-Zero CO2 emissions in the steelmaking industry. Energies 2023, 16, 7360. DOI: https://doi.org/10.3390/en16217360
Monika Draxler èt al. Green Steel for Europe, Technology Assessment and Road mapping. 2021, 88 p. URL: https://www.estep.eu/assets/Projects/GreenSteel4Europe/GreenSteel_Publication/210308_D1-2_-Assessment_and_roadmapping_of_technologies_-Publishable-version.pdf
Guevara Opinska, L., et al. 2021, Moving towards Zero-Emission Steel, Publication for the committee on Industry, Research and Energy (ITRE), Policy Department for Economic, Scientific and Quality of Life Policies, European Parliament, Luxembourg. URL: https://www.europarl.europa.eu/committees/en/supporting-analyses/sa-highlights
Tian Liang, Shanshan Wang, Chunyang Lu, Nan Jiang, Wenqi Long, Min Zhang, Ruiqin Zhang. Environmental impact evaluation of an iron and steel plant in China: Normalized data and direct/indirect contribution. Journal of Cleaner Production. 2020, Vol. 264, 121697. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121697
Carina Harpprecht, Tobias Naegler, Bernhard Steubing, Arnold Tukker, Sonja Simon. Decarbonization scenarios for the iron and steel industry in context of a sectoral carbon budget: Germany as a case study. Journal of Cleaner Production. 2022, Vol. 380, Part 2, 134846. DOI: 10.1016/j.jclepro.2022.134846
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, c. 4-25. DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-4-25
Тесленко О.І., Куц Г.О. Структурні та технологічні напрями зменшення викидів парникових газів підприємствами чорної металургії. Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки, Том 33 (72), № 6. 2022, c. 165-173. DOI: https://doi.org/10.32782/2663-5941/2022.6/27
Декарбонізація сталевої галузі: виклик на найближчі десятиліття. Horst Wiesenger Consulting. Київ: GMK Center. 2021, 48 с. URL: https://gmk.center/ua/tag/forum-dekarbonizaciya-stalevoi-industrii-viklik-dlya-ukraini/
А.М. Глущенко Декарбонізація металургії: роль економічної політики держави. Проблеми економіки № 1 (43) 2020, с. 340-347. DOI: https://doi.org/10.32983/2222-0712-2020-1-340-347
В.О. Горохова, О.В. Гупало, Л.Г. Тубольцев Аналіз перспективних технологій декарбонізації сталі на базі дослідження тенденцій розвитку металургійного виробництва світу та України. Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова НАНУ. НДР 2024.
О. І. Бабаченко, О. С. Нестеров, Л. І. Гармаш Декарбонізація та енергетична криза. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. Випуск 36. 2022, с. 35-48. DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-35-48
Тимошенко Д.О., Кухар В.В., Воловненко І. В. Порівняння енергоспоживання при виробництві сталі застарілими аглодоменним та мартенівським переділами із сучасною технологією прямого відновлення заліза MIDREX H2 та виплавкою в дуговій сталеплавильній печі. Науковий Журнал Метінвест Політехніки. Серія: Технічні науки, № 2, 2024, c. 49-54. DOI https://doi.org/10.32782/3041-2080/2024-2-8
Райнер Ремус, Мігель А. Агуадо-Монсоне, Серж Рудьє, Луїс Дельгадо Санчо. Європейська комісія: Довідковий документ щодо найкращих доступних технологій та методів управління (ДД НДТМ) у ковальській та ливарній промисловості. Директива 2010/75/ЄС «Про промисловезабруднення (інтегроване запобігання та контроль забруднення)». Міністерство охорони навколишнього середовища України, 2020 р, 671 с. URL: https://mepr.gov.ua/wp-content/uploads/2024/04/v4NDTM-CHavun-ta-stal-Final-1.pdf
Куц Г.О., Тесленко О.І. Доповнення методичних положень визначення повної енергоємності продукції промислових виробництв. Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. Том 33 (72), № 5. 2022, c. 244-250. DOI https://doi.org/10.32782/2663-5941/2022.5/36
Куц Г.О. Тесленко О.І. Повна технологічна енергоємність виробництва доменного агломерату та окатишів. II Международная научно-практическая конференция «Scientific progress: innovations, achievements and prospects» 6-8 ноября 2022 года Мюнхен, Германия, c. 138-144. URL: https://sci-conf.com.ua/ii-mizhnarodnanaukovo-praktichna-konferentsiya-scientific-progress-innovations-achievements-and-prospects-6-8-11-2022-myunhennimechchina-arhiv/.
