Jak vznikají skleníkové emise v ocelářském průmyslu

4. 6. 2018 | Ekologie

Výroba oceli významným způsobem přispívá k emisím skleníkových plynů do atmosféry, což je dáno technologií výroby oceli a vstupními surovinami. Ze skleníkových emisí celého odvětví připadá 88 procent na výrobu koksu, aglomerátu, surové oceli a oceli z elektrických obloukových pecí. Zbylých 12 procent emisí vzniká v sekundárním zpracování oceli, jako je například válcování za tepla a za studena.

Ve výrobě koksu vznikají přímé emise při vytápění koksárenských baterií. U integrovaných hutí, které si koks vyrábí sami, se pro vytápění používá vysokopecní plyn, který vzniká při výrobě surového železa, ve směsi s koksárenským plynem. Samostatné koksovny spalují výhřevnější koksárenský plyn, který vzniká při výrobě koksu. Na koksárenský plyn se přemění zhruba 10 procent z uhelné vsázky.

Při výrobě aglomerátu se oxid uhličitý uvolňuje při prohořívání paliva (zpravidla koksu) používaného při spékání prachové železné rudy a vápence. Část oxidu uhličitého vzniká také při tepelném rozkladu vápence, při níž se uhličitan vápenatý mění na oxid vápenatý a oxid uhličitý.

Přímé emise z výroby surového železa ve vysokých pecí pocházejí ze spalování plynů v hořácích, které ohřívají vzduch vstupující do vysoké pece. Uhlík z koksu a vápence, které se na redukci železa z železné rudy podílejí, přechází do vysokopecního plynu v podobě oxidu uhelnatého. Tento odpadní plyn se v hutích dál využívá pro výrobu energie a teprve při jeho spalování vzniká oxid uhličitý.

Výroba oceli produkuje oxid uhličitý při redukci obsahu uhlíku v surovém železe. Přímé emise vznikají také při výrobě oceli v elektrických obloukových pecích, kde se oxid uhličitý uvolňuje při oxidaci uhlíkových elektrod a ocelového šrotu.

Studie London School of Economics srovnávající emise jednotlivých světových výrobců oceli ukázala, že u integrovaných hutí se celkové emise na tunu vyrobené oceli pohybovaly v roce 2015 od 1,82 po 2,49 tuny oxidu uhličitého. Ocelárny, které používají technologii elektrických obloukových pecí, vykazovaly od emise v objemu 0,59 až 0,9 tuny oxidu uhličitého na tunu vyrobené oceli. Uvedené emise pocházejí jednak přímo z metalurgické výroby, a pak také z výroby energie nutné pro metalurgickou výrobu.

Pro srovnání, při výrobě hliníku se vyprodukuje 8,2 tuny oxidu uhličitého na tunu kovu. Lithium, které se používá v bateriích, je původcem 7,1 tuny oxidu uhličitého na tunu získaného kovu. Tuna kobaltu, který je rovněž žádaným kovem pro baterie, vytvoří 8,2 tuny oxidu uhličitého. Výroba mědi je zhruba dvakrát emisně náročnější než výroba železa. Nejvíce oxidu uhličitého vzniká při získávání drahých kovů. Při výrobě tuny platiny a zlata unikne do atmosféry 12 500 tun oxidu uhličitého.

Oxid uhličitý vzniká v ocelářství i nepřímo při externí výrobě elektřiny a tepla nezbytného pro provoz huti. Objem těchto emisí závisí na vstupním palivu pro elektrárny a teplárny, přičemž uhelné elektrárny mají zhruba dvakrát vyšší emise oxidu uhličitého než elektrárny na zemní plyn.

Při porovnání celosvětových emisí v metalurgii je výroba oceli ze všech metalurgických procesů největším absolutním producentem oxidu uhličitého a na celkových emisích z metalurgie se podílí ze 70 procent. Druhý emisně nejnáročnější kov, pokud jde o absolutní objem celkových emisí, je výroba hliníku s 11 procenty. Tento poměr je ale dán především tím, že oceli se ve srovnání s jinými kovy vyrábí největší množství.