Сталь – основа «зеленой» экономики

• Экологические преимущества
• «Зеленые» дивиденды
• Написанное пером – не выжжешь огнем
• Стальной круговорот
• Сталь против углепластиков и композитов

В наши дни постоянно появляются новые конструктивные и строительные материалы, созданные на основе полимеров. Но при всех плюсах у них один существенный недостаток – очень длительный период распада.

Сегодня пластик, стекловолокно и карбон стали настоящим бедствием для экологии планеты, в то время как сталь в этом аспекте является более удобным и практичным материалом и лежит в основе «зеленой» экономики. Она не только преобразила окружающий мир и сделала наш быт максимально комфортным и удобным, а технический уровень человеческой цивилизации более высоким, но и:

• в полной мере отвечает потребностям промышленности и энергетики;
• обеспечивает экономическое процветание странам;
• может использоваться многократно и подлежит стопроцентной переработке.

В мировой экономике на долю углеродистых и легированных марок стали приходится почти 95% всех производимых металлов.

Экологические преимущества

Сталь является экологическим материалом с потенциально бесконечным сроком службы. Ее основные компоненты – железо и углерод. Это самые распространенные в недрах Земли химические элементы и к тому же подлежащие вторичной переработке.

Конечно, сталелитейное производство довольно затратное по количеству потребляемой энергии, но:

• во-первых, с момента первой промышленной плавки технологии производства стали претерпели кардинальные изменения и значительно усовершенствовались;
• во-вторых, сталь на 100 процентов подлежит вторичной переработке без потери качества, что позволяет использовать в сталелитейной отрасли лом различных марок стали;
• в-третьих, углеродистые и легированные стали токсически безопасны и не выделяют летучих компонентов при эксплуатации.

Сталь универсальна в технологичной обработке и сохраняет свои свойства в течение всего срока жизни металлоконструкций, а изделия из нее подлежат ремонту и реставрации. Высокая плотность делает ее непроницаемой для большинства агрессивных жидких и газовых сред. При этом нержавеющие и специальные марки стали отлично зарекомендовали себя в качестве экологически безопасного материала для пищевой и фармацевтической отрасли. Они оптимально подходят для различного применения в медицинских, дошкольных, оздоровительных и образовательных учреждениях, так как устойчивы к биологическому воздействию и подлежат многократной обработке паром и тепловым воздействием с целью гигиенической обработки.

Применение стали играет ключевую роль для секторов и технологий, которые призваны обеспечить развитие «зеленой» экономики – возобновляемая и традиционная энергетика, энергоэффективные здания, низкоуглеродный транспорт, предприятия по переработке мусора. При этом производство стали неустанно совершенствуется и улучшает показатели своей работы.

Электротехническая сталь, характеризующаяся повышенным содержанием кремния и специфическими ферромагнитными свойствами, используется во всех устройствах и машинах, задействованных в производстве электрической энергии. Сегодня и в обозримом будущем у этого материала нет альтернативы, так как заменить его просто нечем.

«Зеленые» дивиденды

Сталь является важнейшим материалом для человечества. Она необходима для производства сельскохозяйственных машин и вооружения, используется при изготовлении водного и наземного транспорта, широко применяется в гражданском и промышленном строительстве. Без стали невозможно представить железнодорожное сообщение и реализацию проектов по освоению космоса, орошение полей и опреснение морской воды. Из нее изготавливают кухонную утварь, электрооборудование, инструменты, мебельную фурнитуру, бытовую технику и так далее.

В целом перечислить все варианты применения и использования углеродистых и легированных сталей практически невозможно. Но, главное, что наиболее эффективные и перспективные направления в области экологии также связаны с использованием этих железоуглеродистых сплавов. Сталь является базовым материалом, который позволяет использовать энергию ветра и морских приливов, а также создавать энергетические установки по получению биогаза и работающих на водородном топливе.

Даже шлаки, являющиеся отходами сталелитейного производства, используются почти в полном объеме. Причем они находят применение не только в металлургии, но и при производстве:

• цемента, бетона и добавок для строительных смесей;
• удобрений для сельского хозяйства;
• минерального утеплителя.

Также шлаки достаточно широко применяются в водоочистных сооружениях, в дорожном и гидротехническом строительстве.

Использование шлака в сопутствующих отраслях на примере 2019 года

Примечание: * данные носят обобщенный характер

Написанное пером – не выжжешь огнем

Еще в 50-х годах прошлого столетия черная металлургия была одной из самых загрязняющих окружающую среду отраслей промышленности, и данная перефразированная поговорка объективно отражает эффективность многочисленных международных конвенций и соглашений, принятых на разных законодательных уровнях. Всемирная хартия природы (1982 г), Саммит Земли в Рио-де-Жанейро (1992 г), Киотский протокол (1998 г), Парижское соглашение об изменении климата (2015 г), Саммит по борьбе с изменениями климата (2019 г) – эти и другие мероприятия сыграли немаловажную роль в глобальном переходе к «зеленой» экономике и обусловили вовлечение в нее всех стран-производителей стали, так как ей в этом процессе отводится ключевое значение.

Своевременно разработанная концепция глобальной экологической стратегии позволила кардинально изменить ситуацию и сократить количество потребляемых энергетических ресурсов и выбросов углекислого газа в атмосферу. Например, за последние 50 лет за счет внедрения энергосберегающих технологий расходы энергии на производство одной тонны стали сократились на 61 процент, а использование побочных продуктов сталелитейной промышленности достигло 90 и более процентов.

Успешный опыт передовых производителей стали по внедрению низкоуглеродных и энергосберегающих технологий в черной металлургии, поддержанный мировым сообществом, выводит их на более высокий уровень конкурентоспособности и бросает вызов всем приверженцам традиционных технологий. Инвесторы также пристально следят за инновационными проектами и начинают активно поддерживать их финансирование, так как сталь еще многие годы будет оставаться безальтернативным материалом, массово применяющимся в строительстве, машиностроении, агротехническом секторе и энергетике.

Стальной круговорот

В длинной технологической цепочке производства стали задействовано огромное количество агрегатов и машин и используются большие объемы топливно-сырьевых ресурсов. Однако, черная металлургия является не только мощной энергоемкой отраслью, но и крупнейшим потребителем и поставщиком вторичных ресурсов. Уже давно внедрены эффективные технологии применения коксовых, доменных, конвертерных отходов в теплоэнергетике, что позволяет существенно сократить выбросы CO₂ в атмосферу и снизить нагрузку на экологию отдельных регионов и всей планеты в целом.

Особое внимание стоит уделить вторичной переработке стали. Ежегодно в мире перерабатывается до 630 мегатонн металлолома. Его источником выступают отходы прокатного производства и машиностроения, отслужившие свой срок металлоконструкции, станки, транспортные средства и так далее. Рециклинг стального лома снижает недропотребление и минимизирует расход материальных и энергетических ресурсов. А учитывая, что в отрасли количество используемого лома черных металлов может доходить до 40…50%, достигаемый экологический и экономический эффект очевиден.

Потребление стального лома в странах ЕС

Чистый экспорт стального лома из ЕС

Ежегодно в мире производится 200 миллиардов баночных стальных упаковок для пищевых продуктов. Из них каждый год перерабатывается до 7,2 млн тонн. Это не только позволяет сократить количество первично используемых ресурсов, но и снижает выбросы CO₂ почти на 11 млн тонн.

Сталь против углепластиков и композитов

Внедрение в больших объемах возобновляемых источников энергии – ключевая потребность энергетики. Но несмотря на явные преимущества, солнечные батареи, ветровые генераторы и электромобили оказались очень затраты в производстве. Причем не только в плане использования дефицитных и дорогостоящих материалов, но и в аспекте колоссальных трудовых и энергетических затрат на изготовление. К тому же в отличие от стальных металлоконструкций, устройства альтернативной энергетики требуют особого подхода к утилизации или в принципе пока не подлежат таковой.

Например, долгое время умалчивалось, что лопасти ветрогенераторов, которые изготавливаются из стекловолокна и карбона, довольно быстро изнашиваются, и в ближайшей перспективе вряд ли будет разработана технология их вторичной переработки. Поэтому отработанные детали просто закапывают на специально отведенных площадях, что вряд ли можно назвать экологически безопасным решением. И такая ситуация прослеживается во всех отраслях, где используются композитные материалы. С пластиком и пластмассами ситуация также двусмысленная: с одной стороны, в цивилизованных странах алгоритм их утилизации отлажен и доказывает свою эффективность, но с другой стороны, в океанах уже появляются огромные дрейфующие острова из различных полимеров.

Согласно аналитическим данным Technavio – ведущего международного агентства по маркетинговым исследованиям – рыночные объемы углеродистой стали до 2024 года вырастут до 699,35 млн тонн, а оцинкованного проката – до 35,18 млн. тонн. Ожидается, что такой рост будет обусловлен увеличением потребления в сегментах судостроительного и автомобильного рынка. В строительстве аналитику прогнозируют спрос на углеродистые стали в объемах 2019…2020 года.

В отличие от альтернативных композитов и полимеров сталь максимально обеспечивает прочность и безопасность транспортных средств, будь то велосипед или автомобиль. При этом она:

• позволяет воплощать любые дизайнерские идеи и удобна в обработке;

• устойчива к ультрафиолетовому воздействию;

• сопротивляется хрупкому разрушению.

Разработка новых марок высокопрочной стали так же позволила улучшить функциональность и безопасность транспорта и при этом положительно отразилась на снижении выбросов в атмосферу (по данным разных производителей эта цифра может достигать 56…70%).

Стальные станки и механизмы, офшорные платформы и морские суда, мачты радиовышек и ветровых турбин, ограждения и эстакады – все это после окончания срока службы, в отличие от композитов, может быть полностью переработано. Но даже если сталь и попадает на свалку, она не выступает источником экологического и токсического загрязнения.

Повышение энергоэффективности стали поможет решить проблемы изменения климата и увеличит занятость людей в ее производстве. А внедрение низкоуглеродной экономики позволит значительно сократить выбросы отрасли и смягчить негативное влияние черной металлургии на экологию. В долгосрочной перспективе сокращение выбросов и вторичное использование стали в комплексе с повышением уровня экологической ответственности металлургических компаний обеспечит прорыв в технологии ее производства.