Сталь – основа «зеленої» економіки

• Екологічні перевагии
• «Зелені» дивіденди
• Написане пером – не випалити вогнем
• Сталевий круговорот
• Сталь проти вуглепластиків й композитів

В наші дні постійно з'являються нові конструктивні та будівельні матеріали, створені на основі полімерів. Але при всіх плюсах у них один істотний недолік – дуже тривалий період розпаду.

Сьогодні пластик, скловолокно і карбон стали справжнім лихом для екології планети, в той час як сталь у цьому аспекті є більш зручним і практичним матеріалом й лежить в основі «зеленої» економіки. Вона не тільки змінила навколишній світ і зробила наш побут максимально комфортним і зручним, а технічний рівень людської цивілізації більш високим, а й:

• у повній мірі відповідає потребам промисловості та енергетики;
• забезпечує економічне процвітання країн;
• може використовуватися багаторазово і підлягає стовідсотковій переробці.

У світовій економіці на частку вуглецевих і легованих марок сталі припадає майже 95% всіх вироблених металів.

Екологічні переваги

Сталь є екологічним матеріалом з потенційно нескінченним терміном служби. Її основні компоненти – залізо і вуглець. Це найпоширеніші в надрах Землі хімічні елементи й до того ж вони підлягають вторинній переробці.

Звичайно, сталеливарне виробництво досить витратне за кількістю споживаної енергії, але:

• по-перше, з моменту першої промислової плавки технології виробництва сталі зазнали кардинальних змін і значно вдосконалилися;
• по-друге, сталь на 100 відсотків підлягає вторинній переробці без втрати якості, що дозволяє використовувати в сталеливарній галузі лом різних марок сталі;
• по-третє, вуглецеві та леговані сталі токсично безпечні та не виділяють летких компонентів при експлуатації.

Сталь універсальна в технологічній обробці й зберігає свої властивості протягом усього терміну життя металоконструкцій, а вироби з неї підлягають ремонту та реставрації. Висока щільність робить її непроникною для більшості агресивних рідких і газових середовищ. При цьому нержавіючі та спеціальні марки сталі відмінно зарекомендували себе в якості екологічно безпечного матеріалу для харчової й фармацевтичної галузі. Вони оптимально підходять для різного застосування в медичних, дошкільних, оздоровчих й освітніх установах, бо вони стійкі до біологічного впливу і підлягають багаторазовій обробці паром і тепловим впливом з метою гігієнічної обробки.

Застосування сталі грає ключову роль для секторів і технологій, які покликані забезпечити розвиток «зеленої» економіки – відновлювальна і традиційна енергетика, енергоефективні будівлі, низьковуглецевий транспорт, підприємства з переробки сміття. При цьому виробництво сталі невпинно вдосконалюється й покращує показники своєї роботи.

Електротехнічна сталь, характеризується підвищеним вмістом кремнію та специфічними феромагнітними властивостями, використовується в усіх пристроях і машинах, задіяних у виробництві електричної енергії. Сьогодні й в доступному для огляду майбутньому у цього матеріалу немає альтернативи, бо замінити його просто нічим.

«Зелені» дивіденди

Сталь є найважливішим матеріалом для людства. Вона необхідна для виробництва сільськогосподарських машин і озброєння, використовується при виготовленні водного й наземного транспорту, широко застосовується в цивільному та промисловому будівництві. Без сталі неможливо уявити залізничне сполучення і реалізацію проектів з освоєння космосу, зрошення полів і опріснення морської води. З неї виготовляють кухонне начиння, електрообладнання, інструменти, меблеву фурнітуру, побутову техніку й тощо.

В цілому перерахувати всі варіанти застосування і використання вуглецевих і легованих сталей практично неможливо. Але, головне, що найбільш ефективні та перспективні напрямки в області екології також пов'язані з використанням цих залізовуглецевих сплавів. Сталь є базовим матеріалом, який дозволяє використовувати енергію вітру й морських припливів, а також створювати енергетичні установки по отриманню біогазу й тих, що працюють на водневому паливі.

Навіть шлаки, що є відходами сталеливарного виробництва, використовуються майже в повному обсязі. Причому вони знаходять застосування не тільки в металургії, а й при виробництві:

• цементу, бетону і добавок для будівельних сумішей;
• добрив для сільського господарства;
• мінерального утеплювача.

Також шлаки досить широко застосовуються в водоочисних спорудах, в дорожньому і гідротехнічному будівництві.

Використання шлаку в супутніх галузях на прикладі 2019 року

Примітка: * дані мають узагальнений характер

Написане пером – не випалити вогнем

Ще в 50-х роках минулого століття чорна металургія була однією з найбільш забруднюючих довкілля галузей промисловості, і дана перефразована приказка об'єктивно відображає ефективність численних міжнародних конвенцій та угод, прийнятих на різних законодавчих рівнях. Всесвітня хартія природи (1982 р), Саміт Землі у Ріо-де-Жанейро (1992 р), Кіотський протокол (1998 р), Паризька хартія про зміну клімату (2015 р), Саміт з боротьби зі змінами клімату (2019 р) – ці та інші заходи зіграли важливу роль в глобальному переході до «зеленої» економіки й зумовили залучення до неї всіх країн-виробників сталі, бо їй в цьому процесі відводиться ключове значення.

Своєчасно розроблена концепція глобальної екологічної стратегії дозволила кардинально змінити ситуацію і скоротити кількість споживаних енергетичних ресурсів і викидів вуглекислого газу в атмосферу. Наприклад, за останні 50 років шляхом впровадження енергозберігаючих технологій витрати енергії на виробництво однієї тонни сталі скоротилися на 61 відсоток, а використання побічних продуктів сталеливарної промисловості досягло 90 і більше відсотків.

Успішний досвід передових виробників сталі з впровадження низьковуглецевих і енергозберігаючих технологій у чорній металургії, підтриманий світовою спільнотою, виводить їх на більш високий рівень конкурентоспроможності та кидає виклик всім прихильникам традиційних технологій. Інвестори також пильно стежать за інноваційними проектами і починають активно підтримувати їх фінансування, бо сталь ще багато років залишатиметься безальтернативним матеріалом, який масово застосовується в будівництві, машинобудуванні, агротехнічному секторі та енергетиці.

Сталевий круговорот

У довгому технологічному ланцюжку виробництва сталі задіяна величезна кількість агрегатів й машин і використовуються великі обсяги паливно-сировинних ресурсів. Однак, чорна металургія є не тільки потужною енергоємною галуззю, а й найбільшим споживачем і постачальником вторинних ресурсів. Вже давно впроваджені ефективні технології застосування коксових, доменних, конвертерних відходів у теплоенергетиці, що дозволяє істотно скоротити викиди CO₂ в атмосферу й знизити навантаження на екологію окремих регіонів та всієї планети в цілому.

Особливу увагу варто приділити вторинній переробці сталі. Щорічно у світі переробляється до 630 мегатонн металобрухту. Його джерелом виступають відходи прокатного виробництва і машинобудування, металоконструкції, верстати, транспортні засоби, що відслужили свій термін, і так далі. Рециклінг сталевого брухту знижує надроспоживання й мінімізує витрати матеріальних і енергетичних ресурсів. А враховуючи, що в галузі кількість використовуваного брухту чорних металів може доходити до 40...50%, отриманий екологічний та економічний ефект очевидний.

Споживання сталевого брухту в країнах ЄС

Чистий експорт сталевого брухту з ЄС

Щорічно у світі виробляється 200 мільярдів банкових сталевих упаковок для харчових продуктів. З них щороку переробляється до 7,2 млн тонн. Це не тільки дозволяє скоротити кількість первинно використовуваних ресурсів, а й знижує викиди CO₂ майже на 11 млн тонн.

Сталь проти вуглепластиків й композитів

Впровадження у великих обсягах поновлюваних джерел енергії – ключова потреба енергетики. Але незважаючи на явні переваги, сонячні батареї, вітрові генератори й електромобілі виявилися дуже витратними у виробництві. Причому не тільки в плані використання дефіцитних і дорогих матеріалів, але й в аспекті колосальних трудових та енергетичних витрат на виготовлення. До того ж на відміну від сталевих металоконструкцій, влаштування альтернативної енергетики вимагають особливого підходу до утилізації чи в принципі поки не підлягають такий.Наприклад, довгий час замовчувалося, що лопаті вітрогенераторів, які виготовляються зі скловолокна і карбону, досить швидко зношуються, і в найближчій перспективі навряд чи буде розроблена технологія їх вторинної переробки. Тому відпрацьовані деталі просто закопують на спеціально відведених площах, що навряд чи можна назвати екологічно безпечним рішенням. І така ситуація простежується у всіх галузях, де використовуються композитні матеріали. З пластиком і пластмасами ситуація також двозначна: з одного боку, в цивілізованих країнах алгоритм їх утилізації налагоджений і доводить свою ефективність, але з іншого боку, в океанах вже з'являються величезні дрейфуючі острова з різних полімерів.

Згідно з аналітичними даними Technavio – провідного міжнародного агентства з маркетингових досліджень – ринкові обсяги вуглецевої сталі до 2024 року зростуть до 699,35 млн тонн, а оцинкованого прокату – до 35,18 млн. тонн. Очікується, що таке зростання буде зумовлене збільшенням споживання у сегментах суднобудівного та автомобільного ринку. У будівництві аналітику прогнозують попит на вуглецеві сталі в обсягах 2019...2020 року.

На відміну від альтернативних композитів і полімерів сталь максимально забезпечує міцність і безпеку транспортних засобів, будь то велосипед або автомобіль. При цьому вона:

• дозволяє втілювати будь-які дизайнерські ідеї й зручна в обробці;
• стійка до ультрафіолетового впливу;
• пручається крихкому руйнуванню.

Розробка нових марок високоміцної сталі так само дозволила поліпшити функціональність і безпеку транспорту й при цьому позитивно відбилася на зниженні викидів у атмосферу (за даними різних виробників ця цифра може досягати 56...70%).

Сталеві верстати і механізми, офшорні платформи та морські судна, щогли радіовеж й вітрових турбін, огорожі та естакади – все це після закінчення терміну служби, на відміну від композитів, може бути повністю перероблено. Але навіть якщо сталь і потрапляє на смітник, вона не виступає джерелом екологічного та токсичного забруднення.

Підвищення енергоефективності сталі допоможе вирішити проблеми зміни клімату і збільшить зайнятість людей в її виробництві. А впровадження низьковуглецевої економіки дозволить значно скоротити викиди галузі і пом'якшити негативний вплив чорної металургії на екологію. У довгостроковій перспективі скорочення викидів і вторинне використання сталі в комплексі з підвищенням рівня екологічної відповідальності металургійних компаній забезпечить прорив в технології її виробництва.