Тежкият преход на индустрията към нулеви емисии

Базовата индустрия е изправена пред нуждата от радикална промяна, но технологии за това все още няма

Стоманодобивът е основен източник на емисии парникови газове в индустрията – както заради самия производствен процес, така и заради нуждата от поддържането на високи температури за производство
Стоманодобивът е основен източник на емисии парникови газове в индустрията – както заради самия производствен процес, така и заради нуждата от поддържането на високи температури за производство    ©  Анелия Николова
Стоманодобивът е основен източник на емисии парникови газове в индустрията – както заради самия производствен процес, така и заради нуждата от поддържането на високи температури за производство
Стоманодобивът е основен източник на емисии парникови газове в индустрията – както заради самия производствен процес, така и заради нуждата от поддържането на високи температури за производство    ©  Анелия Николова

Повече от една пета от глобалните въглеродни емисии се дължат на тежката индустрия. Това означава, че за да може да постигне целите за нулеви нетни емисии до 2050 г., секторът ще има нужда от съществени промени и иновации. И макар че в момента се разработват различни технологии, засега все още няма икономически ефективно решение. А това е сериозно предизвикателство за високотемпературни индустрии като производството на стомана, цимент, нефтохимически продукти и др.

В същото време въвеждането на новите зелени технологии - ВЕИ централи, електромобили, батерии за съхраняване на електроенергията, и необходимата за всичко това инфраструктура не може да се случат без продуктите на базовите индустрии. Това е една от причините за нарасналото търсене през последните години. По данни на Международната агенция по енергетика (МАЕ) от началото на хилядолетието досега продажбите на стомана и цимент са скочили повече от два пъти, а тези на пластмаси, които са продукт на нефтохимическата индустрия - с 90%. С развитието на икономиката в света употребата на тези продукти ще продължи да расте.

Производството на тези базови материали обаче изисква и огромно количество енергия, което се осигурява от широк кръг изкопаеми горива и електричество. Като цяло решение се търси в посока на електрификацията на тези индустрии, като идеята е, че това ще позволи на произведеното от възобновяеми източници електричество да замени енергията от изкопаемите горива.

Специфични предизвикателства

Данните на МАЕ показват, че стоманодобивът, химическата индустрия и производството на цимент са трите най-големи източника на преки въглеродни емисии - при първите две превес имат емисиите от енергийни източници, тъй като те са силно енергоемки, а при цимента преобладават емисиите от самия производствен процес. Основна трудност за постигането на нулеви емисии като цяло е фактът, че технологиите, с които това може да стане, са още в начален етап на разработване. Извън това тежката индустрия е изправена и пред някои специфични за нея предизвикателства.

Един от проблемите е, че капиталовите активи в тежката индустрия имат дълъг жизнен цикъл - обикновено 30-40 години, което означава, че целта за постигане на нулеви емисии до 2050 г. е в рамките на един инвестиционен цикъл. Това изисква спешна реакция, така че новите технологии да бъдат въведени при следващата модернизация на предприятията. В противен случай последващото им извеждане от експлоатация, за да преминат към алтернативни технологии, би довело до огромни разходи. В същото време емисиите от наскоро изградените или модернизирани заводи ще останат "заключени" за още няколко десетилетия, освен ако не се намерят други решения за адаптирането им към новите изисквания.

Сериозна спънка е и фактът, че производствата в тежката промишленост изискват много високи температури, като най-често за целта се използват изкопаеми горива. Заместването им с електроенергия от възобновяеми източници, особено в мащаба, в който тези индустрии работят, е икономически неизгодно със сегашните технологии. Като възможни решения се разглеждат улавянето и съхранението на въглероден диоксид и зеленият водород, но промишленото приложение на тези технологии също е в ранен етап на развитие.

Трябва да се отчете и това, че някои индустриални процеси водят до отделянето на значителни емисии заради самите химични реакции, които протичат. Ключов пример за това са въглеродните емисии, които се отделят при калцинирането на клинкера, от който се произвежда цимент. Те представляват около две трети от общите преки емисии на сектора. Премахването на тези емисии би изисквало решения като улавяне и съхранение на въглероден диоксид или радикално нова технология за производство на цимент, каквато на този етап няма.

Не на последно място е и фактът, че много промишлени продукти се продават на силно конкурентните световни пазари. Това означава, че отделните производители или държави няма как да преминат към по-скъпите засега нисковъглеродни технологии, без да загубят пазари. Малките маржове, с които работи индустрията, допълнително затрудняват такъв преход, а освен това не позволяват да се правят големи инвестиции в нови технологии за нулеви емисии.

Стоманата на фокус

Стоманата е неразделна част от енергийния преход, тъй като е незаменима за производството на практически всичко - от вятърни турбини до електромобили. Само през миналата година са произведени 1.8 гигатона стомана, което е 90% от всички метали, произведени в света, се посочва в статия на Световния икономически форум (СИФ). В същото време стоманодобивът е основен източник на емисии парникови газове - както заради самия производствен процес, така и заради нуждата от поддържането на високи температури за производство. Затова и декарбонизацията на сектора е изключително предизвикателство.

Добрата новина е, че в стоманодобива все пак се правят опити за революционна промяна, включително от двата най-големи производителя Arcelor Mittal и China Baowu Group. Възможни решения, върху които се работи, са заменянето на въглищата със зелен водород като редуциращ агент, улавянето и съхраняването на въглерод, както и директната електролиза на желязо. Засега обаче все още няма технология, която да отвори пътя към масови инвестиции в зеленото производство на стомана. Според СИФ нискоемисионните стоманени продукти биха стрували поне 20 - 50% повече от тези, произведени по традиционните технологии. Потенциален стимул би бил координиран световен механизъм за ценообразуване на въглеродните емисии, но такъв на хоризонта не се очертава. В същото време налагането на допълнителни разходи на производителите в определен регион би застрашило конкурентоспособността им и би довело до изтичане на емисии към юрисдикции, които не прилагат такива такси.

Не може без метали

Наред със стоманата за масовото въвеждане на новите технологии ще са необходими и много различни други метали и редки елементи, които анализаторите вече наричат "зелени метали". Затова и търсенето им ще расте. Според прогноза на Световната банка от 2017 г. например до 2050 г. ще са необходими 300% повече метали за вятърни турбини, 200% повече за соларни панели и 1000% повече за батерии.

По данни на секторната асоциация Eurometaux европейската цветна металургия има значителен напредък в посока въглеродна неутралност: високи нива на електрификация (58% от енергийните нужди се покриват с електричество), съществено намаляване на емисиите в исторически план (подобрение от 61% спрямо нивата от 1990 г.), както и висока степен на кръговост (около 50% от базовите метали в Европа вече се произвеждат от рециклирани суровини). Според асоциацията европейската индустрия има потенциал и за допълнително намаляване на емисиите, при положение че съществува адекватна рамка за това.

Цветната металургия обаче е изложена на силна глобална конкуренция, тъй като цените се определят на международните пазари (основно на Лондонската борса за метали). Това означава, че европейските производители не могат да прехвърлят повишените си разходи за въглеродна неутралност върху клиентите, без да загубят пазарен дял. Нещо повече - Европа е силно зависима от вносни руди и концентрати, като внася над 60% от необходимите й суровини, включително 100% от нужните й специални метали и редки елементи. В същото време делът на Китай в производството на цветни метали е нараснал драматично през последните 15 години - до 35-40%, като до голяма степен то е базирано на енергия от въглища. Това прави съвсем реална опасността европейското производство да бъде заместено от въглеродно интензивно неевропейско производство.

Големият дял на електричеството, използвано в цветната металургия, обаче означава също, че индустрията е силно чувствителна към последиците от декарбонизацията на енергийната система в ЕС - както по отношение на повишаването на цените, така и по отношение на стабилността на мрежата. Затова ключово за бъдещето на сектора е той да има достъп до достатъчно количество електроенергия на световно конкурентни цени, посочва Eurometaux.

В търсене на решение

Всички анализи засега сочат, че решаването на предизвикателствата пред тежката индустрия е невъзможно без целенасочена държавна политика. Това включва както подкрепа за местната индустрия, така и въвеждането на механизъм за корекция на въглеродните емисии на границите за вноса от държави, които не прилагат същите ограничения по отношение изменението на климата. Дългите инвестиционни цикли в тежката индустрия означават, че предприятията трябва да имат предвидимост за политиките за дълго време напред, за да се избегне "заключването" на интензивни на емисии производства за десетилетия напред. В същото време, за да може новите безвъглеродни технологии да получат реално пазарно приложение, са необходими сериозни инвестиции в иновации. Възможност за подкрепа в тази посока са средствата за възстановяване от пандемията, които могат да бъдат обвързани с инвестициите в чисти технологии.