Как водород и электричество могут очистить тяжелую промышленность

Эта статья взята из The Spark, еженедельного климатического бюллетеня MIT Technology Review. Чтобы получать его в свой почтовый ящик каждую среду, зарегистрируйтесь здесь.

Здравствуйте, привет и добро пожаловать в The Spark!

Этот выпуск информационного бюллетеня наполнен безупречным осенним настроением Бостона.

Я приехал в город на наше первое ежегодное мероприятие ClimateTech, и одна из сессий, которую я особенно жду на этой неделе, называется "Решение проблемных секторов". Это ярлык, который часто встречается на арене климатических технологий, и он объединяет несколько отраслей, которые имеют решающее значение для нашего мира, но, как правило, упускаются из виду, когда речь идет об инновациях.

Итак, давайте взглянем на эту сессию ClimateTech и разберемся, что это за секторы, что делает их такими сложными, и какие подходы используют компании для их очистки.

Почему тяжелая промышленность является таким климатическим кошмаром?

Обычно, когда люди говорят о сложных отраслях, они имеют в виду тяжелую промышленность, в том числе сталелитейную, цементную и химическую промышленность, строительные блоки для наших дорог, здания и большую часть продуктов, которые мы используем каждый день.

Другим секторам, таким как транспорт и продукты питания, можно было бы уделить больше внимания, но это не маленькая часть пирога изменения климата: на промышленность приходится около 20 % глобальных выбросов парниковых газов.

Существует несколько основных причин, по которым выбросы тяжелой промышленности так сложно сократить.

Во-первых, процессы, как правило, чрезвычайно энергоемки. Производство стали, например, требует температуры свыше 1600°C (2900°F). Получение таких горячих печей означает сжигание большого количества ископаемого топлива, часто угля.

Для снижения выбросов иногда можно использовать различные источники тепла, такие как водород и биотопливо. Но есть и вторая проблема: в некоторых случаях углерод связан с химическим процессом производства продукта.

Возьмем, к примеру, производство цемента: я не буду вдаваться в химию, но цемент начинает жизнь как известняк, который в основном состоит из карбоната кальция, и его нужно преобразовать в известь или оксид кальция. Этот процесс требует высокой температуры, которая удаляет углерод и кислород из известняка, высвобождая углекислый газ, знаменитый парниковый газ.

Таким образом, даже если есть альтернативное топливо для обогрева печи, производство цемента приводит к выбросам.

А для некоторых промышленных товаров отправной точкой являются нефть и природный газ. Пластмассы являются классическим примером: большинство одноразовых пластмасс производятся из ископаемого топлива. То же самое относится и к другим химическим веществам, таким как моющие средства в мыле для рук или ароматизаторы в ваших духах.

Вишенка на торте: огромные размеры промышленных объектов означают, что вносить изменения может быть сложно и очень дорого. Строительство крупного сталелитейного завода может стоить до миллиарда долларов, и обычно он работает десятилетиями. Поэтому компании, стремящиеся сократить свои выбросы в будущем, должны вкладывать большие деньги в новые технологии, и делать это быстро.

Что мы можем с этим поделать?

Новые низкоуглеродные способы производства стали, цемента и химикатов все еще в основном находятся на стадии исследований или пилотных проектов, и ни для одной из этих отраслей пока нет явного победителя . Но есть несколько подходов, которые набирают обороты.

Использование водорода в качестве альтернативного топлива может стать одним из самых простых способов сократить выбросы в таких отраслях, как сталелитейная промышленность. Некоторое оборудование необходимо будет адаптировать, но сжигание водорода ближе всего к используемому сегодня подходу, который основан в основном на угле или природном газе. На ClimateTech я поговорю с Марией Перссон Гулда, техническим директором H2 Green Steel, чтобы обсудить роль водорода в производстве стали.

Зеленый водород был одной из наших 10 прорывных технологий в 2021 году. Подробнее о его потенциале и возможных проблемах можно прочитать здесь.

Электрификация — это еще один путь, который ищут некоторые стартапы. Boston Metal пробует это в стали, и на нашем мероприятии на этой неделе я поговорю с Лией Эллис, соучредителем и генеральным директором Sublime System...