Будет ли сталь зеленой?
Одним их ключевых отраслевых событий конца прошлого года стала конференция WorldSteel's Breakthrough Technology 2025, которая прошла в Сингапуре 2–3 декабря. Цель мероприятия – создать площадку для технического сообщества, позволяющую налаживать контакты, обмениваться опытом и изучать технологические решения, необходимые для декарбонизации сталелитейной промышленности. Разобрались, какие основные тренды сформировались в части экологической и технологической трансформации металлургической отрасли в мире и России.
PRIMETALS Technologies представили подробную презентацию, посвященную важнейшему аспекту современной металлургии – переходу к экологичному производству стали, известному как «зеленая сталь». Этот процесс представляет собой радикальное изменение традиционных методов выплавки, которое позволит значительно сократить вредные выбросы углекислого газа и перейти к низкому уровню эмиссии парниковых газов.
По словам докладчиков, ситуация в отрасли требует решительных мер, поскольку текущие объемы производства низкоуглеродной стали составляют лишь около четверти от общего объема производимой стали. Чтобы соответствовать целям устойчивого развития и требованиям климатической политики, к середине века эта цифра должна вырасти примерно до двух третей всего мирового выпуска, увеличившись таким образом на дополнительные 850 млн тонн ежегодного производства экологически чистого продукта.
Для реализации столь амбициозных планов потребуется провести комплекс технологических преобразований и внедрить ряд новаторских подходов. Один из ключевых этапов перехода называется фазой оптимизации, подразумевающей модернизацию существующих производственных мощностей посредством внедрения цифровых инструментов, интеллектуальных алгоритмов управления и повышения эффективности основных производственных процессов. Одним из примеров подобного подхода является технология SIP (Sequence Impulse Process), которая способствует улучшению показателей эксплуатации доменных печей и снижает уровень вредных выбросов.
Следующим важным этапом становится фаза трансформации, характеризующаяся полным изменением структуры производственного цикла. Здесь важную роль играют новые методы плавки металлов, среди которых выделяются электродуговая печь (EAF) и метод прямого восстановления железа (DR). Эти подходы позволяют добиться гораздо меньших объемов загрязнения окружающей среды и обеспечить высокую производительность при низких затратах ресурсов. Например, проект HYFOR, направленный на создание завода, работающего исключительно на водороде вместо традиционного топлива на основе ископаемого сырья, благодаря чему достигается значительное сокращение уровня выбросов CO₂.
Кроме того, важная составляющая будущего успеха индустрии связана с цифровыми технологиями и их интеграцией в производство. Современные системы анализа больших данных, автоматизация и моделирование позволяют ускорить темпы перехода на новую парадигму и повысить конкурентоспособность предприятий. Особое внимание было уделено вопросам разработки автономных заводов и созданию виртуальных сред, в которых возможно тестирование новых идей и повышение квалификации сотрудников.
Отдельно отмечались конкретные примеры успешных проектов, реализованных в рамках концепции экологической модернизации. Среди них выделялся проект Arvedi ESP, представляющий собой уникальную технологию непрерывного горячего проката стали, способствующую повышению качества конечного продукта и снижению затрат на его изготовление. Также была представлена инициатива по переработке промышленных отходов, предусматривающая повторное использование шлаков и прочих побочных продуктов для изготовления строительных материалов и других полезных изделий.
Эксперты подчеркнули важность международного сотрудничества и активного участия государственных структур в поддержке инициативы перехода к зеленым технологиям. Подчеркивалось, что достижение заявленных целей потребует значительных инвестиций, тщательной подготовки кадров и скоординированных усилий множества заинтересованных сторон. Таким образом, успешный переход к экологически чистому производству сталеплавильной продукции зависит от грамотного сочетания технологического обновления, цифровой революции и коллективных действий участников рынка.
Презентация The Bartlette была посвящена важной теме промышленной кластеризации в производстве стали и механизмам, способствующим развертыванию и масштабированию технологий, направленных на снижение углеродного следа в сталелитейной отрасли.
Особо подчеркивалась проблема выбросов парниковых газов, ведь мировая промышленность по производству стали обеспечивает почти 7% глобальных выбросов, согласно данным Международного энергетического форума, Всемирного экономического форума и других исследований. Ожидается значительный рост спроса на сталь в ближайшие десятилетия, что создает серьезную проблему для экологии планеты. Отрасли предстоит серьезная задача поддерживать конкурентоспособность, одновременно снижая воздействие на окружающую среду.
Ключевым решением может стать концепция промышленного кластера, который объединяет предприятия, поставщиков услуг и исследовательские институты, создавая синергический эффект. Конкретным примером служит металлопарк Абу-Даби, расположенный в зоне Каледжиа, где создается интегрированная инфраструктура для хранения, обработки, производства и исследования металлических материалов. По расчетам, объединение компаний и сервисов в таком промышленном центре способно существенно уменьшить расходы и риски инвестирования в низкоуглеродистые технологии.
Одной из центральных тем стала демонстрация преимуществ региона Ближнего Востока, особенно Объединённых Арабских Эмиратов, в контексте перспектив декарбонизации сталеплавильной промышленности. Регион обладает доступом к дешевым источникам возобновляемой энергии, что открывает возможности для масштабного перехода на альтернативные способы производства стали. Компании, работающие в регионе, активно внедряют современные технологии, такие как прямое восстановление железа (DRI) и электродуговую плавку (EAF), которые позволяют резко сокращать выбросы СО2. Благодаря этому продукция эмиратской стальной промышленности достигает высоких стандартов экологической устойчивости, приближаясь к нулевым показателям углеродоемкости.
Особенно интересными оказались успехи в области водородной энергетики. Компания Emirates Steel совместно с Masdar реализует первый в мире проект по выпуску железа с использованием водорода, заменяя природный газ и обеспечивая значительное сокращение выбросов диоксида углерода. Такой подход не только улучшает экологичность производства, но и укрепляет лидерство стран Персидского залива в сфере экологически чистых технологий.
Другими примерами являются проекты, направленные на захват и хранение углерода (CCUS), которые используются предприятиями региона для дальнейшего снижения своего углеродного следа. Данные меры дополняются активной интеграцией возобновляемых источников энергии, позволяя компаниям существенно увеличить долю "чистого электричества" в своей производственной деятельности.
Европейский опыт
Особое внимание стоит уделить Европейскому технологическому сообществу (ESTEP), основанному в 2004 году и официально признанному Еврокомиссией в качестве одной из платформ по развитию инновационной инфраструктуры Евросоюза. Сегодня в состав ESTEP входят более 70 организаций, объединяющих усилия ученых, инженеров и представителей бизнеса в целях совместного решения проблем, стоящих перед отраслью.
Одним из наиболее важных направлений работы ESTEP является координация крупных исследовательских проектов, ориентированных на уменьшение воздействия сталеплавильной промышленности на окружающую среду. Так, европейская программа Horizon Europe, запущенная в 2021 году, предусматривает выделение порядка 1,7 млрд евро на поддержку проекта "Партнерства чистой стали" (CSP), целью которого является разработка новых низкоуглеродных технологий производства стальных изделий. Ключевыми элементами программы становятся строительство экспериментальных производств ("демонстраторов"), проверка результатов исследований на практике и адаптация разработок к промышленным масштабам.
Кроме того, в ходе конференции были представлены два конкретных примера успешно выполняемых проектов, поддержанных фондом RFCS. Первый из них – PRISMA – направлен на разработку единой модели учета влияния производства стали на окружающую среду, облегчающую проведение оценки жизненного цикла продукции (Life Cycle Assessment, LCA). Это решение предполагает формирование единого стандарта сбора и обработки данных, необходимого для создания цифрового паспорта изделия (Digital Product Passport, DPP). Второй проект – CISMA – ставит задачей улучшение качества листового проката, изготовляемого из металлолома, и снижение выбросов углекислого газа при производстве стальных листов.
Также упомянуто исследование, проводимое ESTEP, по изучению возможностей измерения содержания водорода в оцинкованной холоднокатаной полосе, применяемой преимущественно в автомобильной промышленности. Проблема заключается в повышении риска возникновения дефектов («водородного охрупчивания»), особенно при увеличении прочности материала. Проект получил одобрение Международной организации по стандартизации (ISO) и проходит процедуру согласования технических требований для последующего включения в международный стандарт.
Еще одним интересным проектом, находящимся на стадии завершения, является работа над локальной пластичностью листового проката. Исследования направлены на выявление зависимости механических свойств материала от геометрии образцов и условий испытаний, что важно для совершенствования регламентации качества продукции.
Доктор Петерс завершил свою презентацию подведением итогов, подчеркнув значимость межсекторального взаимодействия и тесного сотрудничества академических институтов, бизнеса и государства в разработке стандартов и проведении крупных экспериментов. Реализация намеченных мероприятий обеспечит поддержание конкурентоспособности европейской сталелитейной промышленности в условиях роста мировых рынков и ужесточения требований к охране окружающей среды.
Китайский опыт
Доклад вице-директора Научно-технического отдела Китайской ассоциации черной металлургии Ли Юя был посвящен перспективам и практике зеленых и низкоуглеродных технологий в китайской сталеплавильной промышленности.
Китай стремится достигнуть пика выбросов двуоксида углерода до 2030 года и полной нейтрализации углерода до 2060 года. Как отметил президент Си Цзиньпин в своем обращении на Генеральной Ассамблее ООН в сентябре 2020 года, Китай намерен предпринять активные шаги для достижения этих целей. Уже приняты национальные директивы, сформирована политика «1+N», предусматривающая комплексные меры по снижению выбросов, включая строгий контроль за производством и энергопотреблением, очистку воздуха и воды, а также защиту природных экосистем.
Стратегия Китая включает поэтапное выполнение трех стадий: первая стадия – постепенное замедление темпов увеличения выбросов и подготовка к будущему сокращению; вторая стадия – активное снижение количества выбросов вплоть до 2030 года; третья стадия – полное устранение углеродных выбросов к 2060 году. В докладе отмечается, что основным источником выбросов углерода в китайском сталеплавильном секторе являются традиционные технологии, основанные на коксе и железорудном сырье, которые требуют замены на новые низкоуглеродные процессы.
Китайская ассоциация черной металлургии активно участвует в развитии низкоуглеродных технологий, в частности, разрабатывая пути повышения энергетической эффективности, расширения использования вторичного сырья и ресурсосберегающих технологий. Ведущие китайские производители стали работают над проектами, такими как применение богатых водородом восстановителей, введение высокоэффективных электропечей и использование металлургических шлаковых теплоносителей. Одной из важнейших задач остается расширение доли электромобилей и электрооборудования, работающих на электричестве, произведенном из возобновляемых источников энергии.
Общий вклад китайских компаний в реализацию стратегии низкоуглеродного развития составляет миллиарды долларов. Важнейшим инструментом стимулирования низкоуглеродных технологий выступает рынок торговли квотами на выбросы, который начал действовать в Китае в июле 2021 года. Изначально он охватывал электроэнергетику, но планируется включить туда и черную металлургию.
Поддержка национальных и международных партнеров играет ключевую роль в продвижении низкоуглеродных технологий. Китай сотрудничает с международными организациями, включая Всемирную ассоциацию стали и Международную организацию по сертификации, в выработке единых стандартов и взаимного признания отчетов о влиянии на окружающую среду (EPD). В докладе подчеркнуто значение международной кооперации и сотрудничества для ускорения прогресса в области низкоуглеродных технологий.
Таким образом, Китай уверенно движется к выполнению поставленной задачи по достижению пика и последующему снижению углеродных выбросов в сталелитейной промышленности, сочетая стратегию национальной политики, инновационные технологии и международные связи.
Индийский опыт
Индийская сталеплавильная промышленность сталкивается с серьезной проблемой уменьшения выбросов парниковых газов, учитывая быстрый экономический рост Индии и высокие потребности в инфраструктурных проектах. Индия занимает второе место в мире по объему производства и потребления стали, достигнув отметки в 152 млн тонн стали в 2024-25 годах. Вместе с тем страна испытывает трудности с доступностью высококачественного лома и природного газа, а также сталкивается с высокими расходами на зелёный водород ($3-4/кг), ограничивающей её способность эффективно переходить на менее загрязняющие маршруты производства стали.
В настоящее время большая часть электроэнергии в Индии производится из ископаемых видов топлива (около 50%). Правительство предпринимает попытки диверсифицировать энергоресурсы, предлагая увеличение доли возобновляемых источников энергии и внедрение эффективных технологий, таких как гидрогенизированные восстановители и биочар. Однако высокая стоимость зелёного водорода остаётся главным препятствием для полного перехода на низкоуглеродные технологии.
Несмотря на наличие многочисленных трудностей, правительство Индии разработало дорожную карту декарбонизации, сосредоточившись на улучшении энергоэффективности, расширении использования возобновляемых источников энергии и развитии альтернативных маршрутов производства стали, таких как DRI-EAF (прямое восстановление железа с последующим переделом в электрической печи). Текущая средняя интенсивность выбросов CO2 в отрасли составляет 2,54 тонны CO2 на тонну жидкого чугуна, однако ожидается, что к 2030 году этот показатель снизится до 2,2 тонн CO2 на тонну.
Министерство стали Индии планирует запустить серию пилотных проектов, направленных на изучение использования альтернативных топлив и снижение интенсивности выбросов в процессе производства стали. Основной упор делается на три этапа вмешательства:
1. До 2030 года – основное внимание уделяется энергоэффективности и распространению возобновляемых источников энергии.
2. 2030-2040 годы – фокус смещается на создание инфраструктуры для природного газа и коммерциализацию зелёного водорода.
3. После 2040 года – акцент на широкомасштабном внедрении CCUS (каптура и утилизация углерода) и иных технологий глубокой декарбонизации.
Среди значимых препятствий остаются низкий запас качественного сырья, отсутствие стимулов для производителей производить низкоуглеродистую сталь и нехватка доступной зелёной финансовой поддержки. Тем не менее, компания JSW Steel запустила пилотный проект по строительству установки для производства зелёного водорода мощностью 25 МВт, а Tata Steel активно работает над улучшением операционных характеристик и внедрением новых низкоуглеродных технологий.
Дорожная карта правительства направлена на установление чётких целевых ориентиров и стимулы для отрасли, способствующие эффективному снижению выбросов парниковых газов и укреплению позиций Индии как ведущего производителя качественной и экологически чистой стали.
Российский опыт
Средняя оценка соблюдения лучших экологических практик в 2024 году увеличилась на 13% относительно предыдущего периода: с 46% до 59%. Согласно ожиданиям, к середине 2026 года объём портфеля кредитов с учётом экологических, социальных и управленческих критериев (ESG-кредитов) составит 11 триллионов рублей. Наиболее активными пользователями экологических практик выступают компании нефтегазового и металлургического секторов, занимающие лидирующие позиции по объёму концентрации ESG-кредитов.
Компании активно увеличивают вложения в охрану окружающей среды. Например, в 2024 году «Русал» направил на экологические мероприятия дополнительно 2,5 млрд рублей, доведя общие инвестиции до 17,5 млрд рублей. У «Евраза» аналогичные вложения выросли на 72% и достигли 7,8 млрд рублей. Северсталь увеличила расходы на природоохранную деятельность на 69% - до 10,3 млрд рублей. Магнитогорский металлургический комбинат потратил на эти цели 15,5 млрд рублей.
Рост расходов объясняется необходимостью поддерживать существующие природоохранные технологии и учитывать постоянно ужесточающиеся экологические нормы. Компании переходят на более экологичные виды сырья и топлива, занимаются рекультивацией земель, высаживанием деревьев, разработкой и обновлением систем оборотного водоснабжения и фильтрации загрязнённого воздуха.
Однако всё это происходит в непростых экономических условиях: российские компании сталкиваются с жёсткими кредитно-денежными мерами, высокими ставками и ограниченными возможностями для собственных инвестиций из-за падения доходности многих предприятий.
Наряду с увеличением экологических инвестиций продолжается реализация федерального проекта «Чистый воздух», стартовавшего в 2019 году. Цель проекта – снижение уровня загрязнения атмосферы в крупных промышленных центрах. Предприятиям, участвовавшим в проекте изначально, поручено снизить выбросы минимум на 20% к 2026 году, а присоединившимся позже – вдвое к 2036 году. Хотя большинство компаний демонстрируют положительную динамику, многие сталкиваются с трудностями, вызванными ухудшением ситуации на внутреннем и внешнем рынках, проблемами импорта оборудования и ростом издержек.
Например, в 2024 году «Северсталь» смогла уловить более 90% пыли на предприятиях в Череповце, выполнив запланированное снижение выбросов на два года раньше графика. Другие компании тоже добиваются успехов: ЕВРАЗ снизил удельные выбросы на 2%, РУСАЛ – на 8%, ММК – на 13,2%, а группа «Норникель» сумела превысить контрольные показатели проекта, сократив совокупные выбросы почти на четверть.
Предпринимаемые меры положительно влияют на жизнь населения регионов. Например, «Норникель» в течение пяти лет провёл крупную кампанию по уборке территории Норильска, ликвидировав десятки тысяч тонн мусора и очистив сотни гектаров земли. Подобные инициативы снижают нагрузку на природные ресурсы и улучшают качество жизни местных жителей.
Другой важный аспект – снижение углеродного следа отечественной продукции. Страны-потребители предъявляют повышенные требования к углеродному содержанию товаров, особенно Китай, стремящийся к углеродной нейтральности к 2060 году. Российским компаниям приходится применять разные подходы: выбирать наименее углеродоемкий маршрут производства, модернизировать логистику и повышать эффективность оборудования.
Водород и технологии захвата и утилизации углерода (CCS) пока остаются дорогими и экономически невыгодными методами декарбонизации. Их широкое распространение затрудняется высокими капитальными затратами и отсутствием достаточной поддержки со стороны государства. Металлургические компании предлагают создать специальные инструменты льготного кредитования проектов по снижению углеродного следа.
Одновременно с борьбой за снижение углеродного следа развивается новый тренд – получение алюминия с минимальным воздействием на природу. Русал активно развивает технологию инертного анода, исключающую выбросы парниковых газов и образующую чистый кислород. Одна установка способна произвести столько же кислорода, сколько выделяет лес площадью 70 га.
Эксперты признают, что абсолютно безвредного производства не существует, но концепция «нулевого воздействия» важна как направление движения. Главная проблема – финансовая: обеспечение таких проектов требует огромных инвестиций, которые невозможно окупить без серьёзной поддержки со стороны государства и потребителей.