Proizvodnja zelenog čelika i zaštita okoliša

UvodPrekomjerna uporaba fosilnih goriva za potrebe industrijalizacije i urbanizacije jedan je od glavnih uzroka emisije stakleničkih plinova, klimatskih promjena i globalnog zagrijavanja.Oko 70 % emisija CO 2 povezano je s proizvodnjom energije, prometom i industrijom, zbog čega raste potreba za održivim i niskougljičnim tehnologijama.[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16] Čelik je najvažniji konstrukcijski metalni materijal i čini približno 95 % ukupne svjetske proizvodnje metala.[2][3][4] Njegova proizvodnja porasla je s 28,3 Mt 1900.godine na približno 1,88 Gt 2025.godine.5 Međutim, proizvodnja željeza i čelika zahtijeva velike količine sirovina, energije i vode te je odgovorna za približno 7 -9 % globalnih emisija CO 2 .Tijekom 2023.godine prosječna emisija iznosila je 1,92 t CO 2 po toni proizvedenog sirovog čelika.Povećana svijest o zaštiti okoliša, zajedno s ciljevima definiranim Pariškim sporazumom i Europskim zelenim planom, potaknula je razvoj koncepta "zelenog" čelika.9 Cilj je smanjiti emisije stakleničkih plinova primjenom održivijih tehnologija i učinkovitijom uporabom resursa.Najvažniji pristupi uključuju povećanje udjela recikliranog čeličnog otpada, veću primjenu elektrolučnih peći, 7 uporabu direktno reduciranog željeza, 4 razvoj tehnologija hvatanja i iskorištavanja CO 2 te djelomičnu zamjenu fosilnih goriva vodikom i biougljenom.[12][13][14][15][16] Posebna se pozornost posvećuje uporabi vodika kao reducensa u proizvodnji željeza.Iako redukcija željeznih oksida vodikom omogućuje značajno smanjenje emisije CO 2 , riječ je o endotermnom procesu koji zahtijeva dodatni unos energije te mijenja toplinsku ravnotežu unutar visoke peći.Zbog toga se vodik trenutačno smatra važnim dopunskim, a ne potpunim zamjenskim reducensom u postojećim proizvodnim sustavima.U ovom radu prikazani su trendovi svjetske proizvodnje čelika te suvremene mjere i tehnologije razvoja "zelenog" čelika usmjerene na povećanje stupnja recikliranja, smanjenje potrošnje fosilnih goriva, veću uporabu obnovljivih izvora energije i smanjenje emisija stakleničkih plinova. Današnji postupci proizvodnje čelikaMetalurška industrija, posebice industrija željeza i čelika, su visoko intenzivni ugljični procesi.Čelik se danas proizvodi koksnim i tzv.bezkoksnim metalurškim postupcima.Koksni metalurški postupci su višefazni i uključuju dobivanje koksa iz kamenog ugljena, pripremu rude željeza, proizvodnju bijelog sirovog željeza u visokim pećima te proizvodnju čelika u BOF-u.Za 1 t čelika iz BOF-a treba oko 1400 kg rude željeza, 800 kg ugljena, 120 kg čeličnog otpada i 300 kg vapnenca.1 Bezkoksni metalurški postupci za proizvodnju čelika uključuju pretaljivanje čeličnog otpada s dodatkom i bez dodatka direktno reduciranog željeza u elektrolučnim pećima.