Amerykańska Agencja Informacji Energetycznej (EIA) bada obecnie wpływ przyśpieszonego wdrażania niskoemisyjnej produkcji stali na sektor energetyczny. Rozwój „ekologicznej” stali zwiększy znacznie zapotrzebowanie na energię elektryczną. Dekarbonizacja tego sektora wymaga przyspieszenia rozwoju OZE oraz technologii produkcji zielonego wodoru.

Produkcja stali jest jedną z najbardziej energo- i węglochłonnych gałęzi przemysłu, odpowiadającą w 2020 roku za około 7 proc. światowej emisji dwutlenku węgla (CO2). Produkcja większej części stali w elektrycznych piecach łukowych (EAF), wykorzystanie zielonego wodoru zamiast węgla, oraz zwiększenie udziału stali pochodzącej z recyklingu w produkcji to potencjalne sposoby dekarbonizacji przemysłu.

Amerykańska administracja analizuje skutki wcześniejszego zastosowania w przemyśle „bezemisyjnej” produkcji stali. W raporcie opracowano scenariusze zwiększenia udziału stali produkowanej w elektrycznych piecach łukowych w Chinach, w krajach OECD, Japonii i Korei Południowej. EIA zakłada, że wodór bazujący na energii z OZE osiągnie w 2030 roku równowagę kosztową z wodorem pochodzącym z produkcji na bazie paliw kopalnych. Prognozowane scenariusze dla krajów OECD przedstawiają poniższe wykresy.

Największym wyzwaniem będzie dosyć znaczne zwiększenie zapotrzebowania na energię elektryczną. EIA szacuje, że największy spadek intensywności zużycia węgla obserwowany będzie w krajach OECD. W perspektywie do 2050 roku zostanie odnotowany spadek o 31 proc., przy czym wzrośnie produkcja energii z OZE o 9 proc.

Kluczowa będzie Azja

Należy zauważyć, że kraje OECD reprezentują jednak mniej niż 10 proc. światowej produkcji stali. Obecnie to Chiny są największym światowym producentem stali. W Państwie Środka intensywność emisji dwutlenku węgla (CO2) w produkcji stali surowej może zmaleć, spadając o 14 proc. do 2050 roku w porównaniu do 2021 roku. Z kolei intensywność emisji CO2 w Korei Południowej spadnie o 22 proc., w Japonii o 24 proc. Korea Południowa wymagałaby największego podniesienia wskaźnika dodatkowej produkcji energii z OZE do 2050 roku, bo aż o 27 proc.

Około 60 proc. światowej stali wytwarza się w wysokoemisyjnym procesie opartym na węglu (BF-BOF). Pozostała część stali jest produkowana w procesie alternatywnym: poprzez recykling złomu stalowego w piecu EAF, który jest znacznie mniej energo- i węglochłonny.

Mimo że większość pierwotnej stali na świecie pochodzi z procesu BF-BOF, rudę żelaza można również przetwarzać na żelazo przy użyciu syngazu - mieszaniny wodoru i tlenku węgla - lub czystego wodoru do produkcji bezpośrednio zredukowanego żelaza (DRI). DRI może uzupełniać złom stalowy pochodzący z recyklingu w piecach EAF, co pozwala na produkcję jeszcze bardziej „czystszej” stali.

EIA prognozuje, że w ciągu najbliższych 30 lat elektryczne piece łukowe będą produkować większą część stali, co doprowadzi do mniejszego zużycia węgla w przemyśle i większego zapotrzebowania na energię elektryczną. Przewiduje się także zwiększone zużycie gazu ziemnego.