Решая лунные проблемы

Найден способ сделать сталелитейное производство чище

Израильская компания, работающая над технологией производства кислорода на Луне для будущего поселения на спутнике Земли, попутно нашла рецепт существенного сокращения выбросов углекислого газа в сталелитейной промышленности.

В 2022 г. в мире было произведено около 2 млрд т стали. По словам Джонатана Гейфмана, соучредителя и генерального директора компании Helios, базирующейся в центральном Израиле, на каждую тонну произведенной стали выбрасывается около 2 т углекислого газа, вызывающего глобальное потепление. В итоге доля отрасли во всем углеродном следе, который оставляет человечество, составляет 8%.

На первом этапе производства стали используются оксиды железа. Их добывают, а затем помещают в высокотемпературные доменные печи с углем, в котором содержится углерод, необходимый для соединения с молекулами кислорода из железной руды. Побочным продуктом является углекислый газ – ключевой газ глобального потепления.

Сотрудники Helios обнаружили, что натрий, используемый для производства поваренной соли, можно использовать вместо богатого углеродом угля. Молекулы натрия соединяются с молекулами кислорода в железной руде, образуя оксид натрия. Затем его можно снова разделить на натрий и кислород, а последний выпустить в воздух. После такой операции натрий можно использовать повторно.

Идея применения натрия в сталелитейной промышленности возникла в результате работы компании над разработкой лунного реактора по производству кислорода. Принцип действия такого устройства – отделение кислорода от оксидов железа, обнаруженных в лунной породе.

Гейфман объяснил, что натриевый метод требует нагревания смеси примерно до 400°C по сравнению с более чем 1200°C в традиционном методe работы доменной печи.

Helios уже собрал опытную систему в своей лаборатории и, по словам Гейфмана, до конца года создаст прототип устройства, который заменит обычную доменную печь как минимум на одном сталелитейном заводе за пределами Израиля.

Гейфман пояснил: «Мы ведем переговоры с крупными производителями стали и будем создавать небольшие демонстрационные модели, соответствующие их производственным цепочкам и использующие существующую энергетическую инфраструктуру предприятий».

Замена углерода натрием привела к снижению прямых выбросов углерода на этом этапе сталеплавильного процесса до нуля. Новый метод также позволил сократить наполовину потребляемую энергию, а косвенные выбросы (от угля или природного газа, используемого для топки печей) в целом сократились на 80–90%.

«При ценообразовании на сталь стоимость энергии является самой главной переменной величиной, – сказал Гейфман. – Таким образом, для среднего производителя стали снижение наиболее волатильного фактора помогает стабилизировать цену».

Хотя новая методика всё еще находится на ранней стадии разработки, компания Helios уверена, что ее технология может сократить затраты на производство стали на «десятки процентных пунктов». Helios уже протестировала свою новую технологию и обнаружила, что она успешно работает с другими металлами, включая c медь и никель.

В число инвесторов Helios входят транснациональная горнодобывающая компания Anglo American, израильская фирма Doral Energy, фонд венчурного капитала Кремниевой долины и крупный европейский фонд прямых инвестиций.

В 2025 г. Helios надеется отправить на Луну небольшой прототип своей кислородной фабрики.

 

Сергей ХАУДРИНГ