Boston Metal: электролиз как чистая альтернатива производству стали

 

Boston Metal разрабатывает чистую технологию получения стали. Если бы мировая металлургическая промышленность была страной, то «Стальная Республика» занимала бы третье место по выбросам парниковых газов после Китая и США. Предприятие, отделившееся от MIT, замещает уголь или кокс электроэнергией – и, таким образом, хочет производить сталь в электролизном процессе, аналогичном производству алюминия.
Bosten Metal предлагает электролиз оксида железа
Мировой спрос на сталь поражает. Если в 1950 году мир нуждался в 189 миллионах тонн, то на сегодняшний день этот спрос вырос более чем в 1,8 миллиарда тонн, что составляет 10-кратное увеличение. Если бы «Стальная республика» была страной, то она была бы третьим по величине производителем парниковых газов после Китая и США – сегодня на долю промышленности приходится 8-9 % мирового объема выбросов CO2.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
Но это ни в коем случае не конец истории: Ожидается, что к 2040 году она удвоится еще больше – до 3,7 миллиарда тонн.
 
ЗАКРЫТЫЕ эфиры c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами на закрытом аккаунте course.econet.ru
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
Boston Metal: электролиз как чистая альтернатива производству стали
Десятилетиями сталелитейная промышленность Европы была убеждена в технологическом пути, который является чрезвычайно сложным и достаточно энергоемким. Самым большим камнем преткновения здесь является то, что уголь или кокс в процессе нагревается для того, чтобы забрать кислород из железной руды и получить окись углерода. Сложный процесс производства стали четко показан на приведенной выше диаграмме.
Но при такой стыковке молекулы кислорода с угарным газом образуется большое количество парникового углекислого газа, который в основном выбрасывается в атмосферу. Поэтому один из вариантов, который преследует ThyssenKrupp, например, состоит в том, чтобы отфильтровывать углекислый газ перед его выбросом в атмосферу и связывать или хранить его. Но это не сделает и без того трудный экономический процесс более экономичным.
Поэтому европейская сталелитейная промышленность, в частности, ищет альтернативы: Зальцгиттер Флахшталь, например, описал в проекте SALCOS процесс, при котором углерод заменяется водородом. Что делает ее мягче, так это то, что вместо углекислого газа образуется вода как побочный продукт.
Но проблема в том, что Зальцгиттеру нужны электролизеры мощностью 960 МВт – и соответствующее им количество зеленого электричества от ветряных турбин. Если задуматься дальше, то только сталелитейная промышленность нуждается в нескольких тысячах ветряных турбин в море, которые могут обеспечить непрерывную мощность и, соответственно, питать электролизеры. Проект возможен, но стоит дорого и является энергоемким.
Еще одна сложность заключается в том, что электролизеры сегодня требуют относительно непрерывного снабжения энергией – поэтому сейчас более реалистично устанавливать такие электролизеры на побережье или непосредственно пристыковывать их к морским ветряным электростанциям, чем децентрализованно распределять вблизи сталелитейного завода. В конечном счете, это требование не облегчает весь проект в целом.
Boston Metal: электролиз как чистая альтернатива производству стали
Компания «Boston Metal» убеждена, что может по-другому подойти к производству стали. Технология, разработанная компанией, является одним из видов электролиза – его называют электролизом на основе расплавленного оксида железа. Основная технология была разработана в Массачусетском технологическом институте. Точнее, в лаборатории профессора Дональда Садовея.
Дональд Садовей о технологиях своих компаний Ambri и Boston Metal: Ученый и его ученики доказали, что различные металлы, в том числе сталь, могут быть получены при электролизе расплавленного оксида (в лабораторных масштабах). Так, совместно с соучредителями, профессором Антуаном Алланором и доктором Джимом Юрко, в 2012 году была основана компания Boston Metal, специализирующаяся на экологически чистых технологиях.
С тех пор команде удалось масштабировать процесс, проверенный в лаборатории, в 1000 раз. В настоящее время компанию возглавляет Тадео Карнейро, бывший генеральный директор крупнейшего в мире производителя ниобия CBMM. Команда работает над расширением технологии собственной платформы в различных областях – например, для производства металлов из категории редкоземельных металлов.
Идея использования процесса электролиза для получения жидкого металла возникла случайно. Садовей был изначально приглашен НАСА для разработки процесса производства кислорода на Луне. В ходе испытаний при электролизе расплавленного оксида выяснилось, что жидкий металл вырабатывается как побочный продукт – на Земле, конечно же, гораздо ценнее кислорода.
Очень похожий процесс используется и в производстве алюминия – но при гораздо более низких температурах. Для получения чугуна требуется 1550 °C – слишком высокая температура для многих обычных материалов.
Boston Metal: электролиз как чистая альтернатива производству стали
Незадолго до основания Boston Metal команда Sadoway совершила прорыв, когда нашла подходящий материал для анода реактора: Дешевый сплав хрома и железа, способный выдерживать экстремальные температуры. «Это был прорыв, который действительно двинул Boston Metal», – говорит Садовей, оглядываясь назад.
И этот прорыв может привести к революции в сталеплавильном производстве через пять-десять лет. График из презентации Садовея показывает, почему этот процесс дешевле, чем предыдущие методы производства:
Boston Metal: электролиз как чистая альтернатива производству стали
Сталеплавильное производство радикально упрощается благодаря электролизу расплавленного оксида от Boston Metal.
По данным Boston Metal, технология электролиза является модульной, т.е. для начала производства не требуются миллиарды долларов инвестиций, связанных с традиционным производством стали. При этом затраты на энергию также являются преимуществом: компания ожидает, что затраты будут на 25 % ниже, что значительно отличается от альтернативного маршрута с использованием водорода.
В настоящее время Boston Metal финансируется такими высококлассными инвесторами, как Breakthrough Energy Ventures, OGCI Climate Investments, Prelude Ventures и The Engine (MIT). Тем не менее, еще есть путь, прежде чем команда достигнет коммерческой зрелости: через пять лет генеральный директор Tadeo Carneiro рассчитывает на крупный демонстрационный завод. Первая технология производства ферросплавов должна быть готова к выходу на рынок гораздо раньше.
Производство стали является одним из крупнейших в мире промышленных источников выбросов парниковых газов, на долю которого приходится около 8% общего объема выбросов парниковых газов. Благодаря своей уникальной технологии электролиза расплавленных оксидов, Boston Metal обладает потенциалом для обезуглероживания массивной сталелитейной промышленности и экономически выгодно представляет ассортимент высококачественной продукции в мировом масштабе.
Кармайкл Робертс из Breakthrough Energy Ventures: Несмотря на то, что Boston Metal практически не привлекает к себе внимания явным образом, а серьёзно продвигает собственную платформенную технологию, сложно отрицать успех. В начале года компания впервые вошла в список 100 лучших Cleantech Group, а несколько дней назад была удостоена награды Tech Pioneer от Bloomberg New Energy Finance.

бостонметал

 

Boston Metal разрабатывает чистую технологию получения стали. Если бы мировая металлургическая промышленность была страной, то «Стальная Республика» занимала бы третье место по выбросам парниковых газов после Китая и США. Предприятие, отделившееся от MIT, замещает уголь или кокс электроэнергией – и, таким образом, хочет производить сталь в электролизном процессе, аналогичном производству алюминия.

 

Мировой спрос на сталь поражает. Если в 1950 году мир нуждался в 189 миллионах тонн, то на сегодняшний день этот спрос вырос более чем в 1,8 миллиарда тонн, что составляет 10-кратное увеличение. Если бы «Стальная республика» была страной, то она была бы третьим по величине производителем парниковых газов после Китая и США – сегодня на долю промышленности приходится 8-9 % мирового объема выбросов CO2.

 

Но это ни в коем случае не конец истории: Ожидается, что к 2040 году она удвоится еще больше – до 3,7 миллиарда тонн.

 

Десятилетиями сталелитейная промышленность Европы была убеждена в технологическом пути, который является чрезвычайно сложным и достаточно энергоемким. Самым большим камнем преткновения здесь является то, что уголь или кокс в процессе нагревается для того, чтобы забрать кислород из железной руды и получить окись углерода. Сложный процесс производства стали четко показан на приведенной выше диаграмме.

 

Но при такой стыковке молекулы кислорода с угарным газом образуется большое количество парникового углекислого газа, который в основном выбрасывается в атмосферу. Поэтому один из вариантов, который преследует ThyssenKrupp, например, состоит в том, чтобы отфильтровывать углекислый газ перед его выбросом в атмосферу и связывать или хранить его. Но это не сделает и без того трудный экономический процесс более экономичным.

 

Поэтому европейская сталелитейная промышленность, в частности, ищет альтернативы: Зальцгиттер Флахшталь, например, описал в проекте SALCOS процесс, при котором углерод заменяется водородом. Что делает ее мягче, так это то, что вместо углекислого газа образуется вода как побочный продукт.

 

Но проблема в том, что Зальцгиттеру нужны электролизеры мощностью 960 МВт – и соответствующее им количество зеленого электричества от ветряных турбин. Если задуматься дальше, то только сталелитейная промышленность нуждается в нескольких тысячах ветряных турбин в море, которые могут обеспечить непрерывную мощность и, соответственно, питать электролизеры. Проект возможен, но стоит дорого и является энергоемким.

 

Еще одна сложность заключается в том, что электролизеры сегодня требуют относительно непрерывного снабжения энергией – поэтому сейчас более реалистично устанавливать такие электролизеры на побережье или непосредственно пристыковывать их к морским ветряным электростанциям, чем децентрализованно распределять вблизи сталелитейного завода. В конечном счете, это требование не облегчает весь проект в целом.

 

Компания «Boston Metal» убеждена, что может по-другому подойти к производству стали. Технология, разработанная компанией, является одним из видов электролиза – его называют электролизом на основе расплавленного оксида железа. Основная технология была разработана в Массачусетском технологическом институте. Точнее, в лаборатории профессора Дональда Садовея.

 

Дональд Садовей о технологиях своих компаний Ambri и Boston Metal: Ученый и его ученики доказали, что различные металлы, в том числе сталь, могут быть получены при электролизе расплавленного оксида (в лабораторных масштабах). Так, совместно с соучредителями, профессором Антуаном Алланором и доктором Джимом Юрко, в 2012 году была основана компания Boston Metal, специализирующаяся на экологически чистых технологиях.

 

С тех пор команде удалось масштабировать процесс, проверенный в лаборатории, в 1000 раз. В настоящее время компанию возглавляет Тадео Карнейро, бывший генеральный директор крупнейшего в мире производителя ниобия CBMM. Команда работает над расширением технологии собственной платформы в различных областях – например, для производства металлов из категории редкоземельных металлов.

 

Идея использования процесса электролиза для получения жидкого металла возникла случайно. Садовей был изначально приглашен НАСА для разработки процесса производства кислорода на Луне. В ходе испытаний при электролизе расплавленного оксида выяснилось, что жидкий металл вырабатывается как побочный продукт – на Земле, конечно же, гораздо ценнее кислорода.

 

Очень похожий процесс используется и в производстве алюминия – но при гораздо более низких температурах. Для получения чугуна требуется 1550 °C – слишком высокая температура для многих обычных материалов.

 

Незадолго до основания Boston Metal команда Sadoway совершила прорыв, когда нашла подходящий материал для анода реактора: Дешевый сплав хрома и железа, способный выдерживать экстремальные температуры. «Это был прорыв, который действительно двинул Boston Metal», – говорит Садовей, оглядываясь назад.

 

И этот прорыв может привести к революции в сталеплавильном производстве через пять-десять лет. График из презентации Садовея показывает, почему этот процесс дешевле, чем предыдущие методы производства:

 

Сталеплавильное производство радикально упрощается благодаря электролизу расплавленного оксида от Boston Metal.

 

По данным Boston Metal, технология электролиза является модульной, т.е. для начала производства не требуются миллиарды долларов инвестиций, связанных с традиционным производством стали. При этом затраты на энергию также являются преимуществом: компания ожидает, что затраты будут на 25 % ниже, что значительно отличается от альтернативного маршрута с использованием водорода.

 

В настоящее время Boston Metal финансируется такими высококлассными инвесторами, как Breakthrough Energy Ventures, OGCI Climate Investments, Prelude Ventures и The Engine (MIT). Тем не менее, еще есть путь, прежде чем команда достигнет коммерческой зрелости: через пять лет генеральный директор Tadeo Carneiro рассчитывает на крупный демонстрационный завод. Первая технология производства ферросплавов должна быть готова к выходу на рынок гораздо раньше.

 

Производство стали является одним из крупнейших в мире промышленных источников выбросов парниковых газов, на долю которого приходится около 8% общего объема выбросов парниковых газов. Благодаря своей уникальной технологии электролиза расплавленных оксидов, Boston Metal обладает потенциалом для обезуглероживания массивной сталелитейной промышленности и экономически выгодно представляет ассортимент высококачественной продукции в мировом масштабе.

 

Кармайкл Робертс из Breakthrough Energy Ventures: Несмотря на то, что Boston Metal практически не привлекает к себе внимания явным образом, а серьёзно продвигает собственную платформенную технологию, сложно отрицать успех. В начале года компания впервые вошла в список 100 лучших Cleantech Group, а несколько дней назад была удостоена награды Tech Pioneer от Bloomberg New Energy Finance.

 

 

https://econet.ru/articles/boston-metal-elektroliz-kak-chistaya-alternativa-proizvodstvu-stali

 


15.08.2020