Emisyjność przemysłu i presja na zmiany
Sektory takie jak stal, cement, chemia, górnictwo oraz ropa i gaz odpowiadają łącznie za 29% globalnych emisji gazów cieplarnianych. Jednocześnie są fundamentem nowoczesnej gospodarki – to z nich pochodzą materiały wykorzystywane w produkcji samochodów elektrycznych, turbin wiatrowych czy pomp ciepła.
Ponad 100 krajów, generujących łącznie ponad 82% światowych emisji, zadeklarowało osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 roku. W tym kontekście naciski regulacyjne, konsumenckie i inwestorskie powodują, iż firmy przemysłowe muszą przekształcać swoje modele produkcyjne w bardziej zrównoważone.
Technologie jako fundament transformacji
Raport wskazuje cztery główne technologie, które umożliwiają redukcję emisji w sektorach trudnych do dekarbonizacji: elektryfikację procesów i ciepła, wodór niskoemisyjny, wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCUS) oraz poprawę efektywności energetycznej.
Chris Poynter, dyrektor dywizji System Drives w ABB Motion, zaznacza:
„Nie musimy czekać dziesięciu lat – technologie potrzebne do dekarbonizacji przemysłu są dostępne już dziś. Elektryfikacja procesów przemysłowych to nie tylko ekologiczny wybór, ale też sposób na wzrost produktywności”.
Przemysł stalowy – od pieców koksowniczych do zielonego wodoru
Produkcja stali odpowiada za 5% globalnych emisji. Emisje te wynikają z wykorzystania pieców opalanych paliwami kopalnymi oraz emisji powstających jako produkt uboczny redukcji rudy żelaza. Średnio jedna tona stali wiąże się z emisją 1,91 tony CO₂, a w przypadku produkcji z surowców pierwotnych – choćby 2,33 tony.
Dr Markus Kröll, szef działu Circular Economy and Carbon Neutral Production w Fraunhofer IPA, podkreśla, iż wprowadzenie konkurencyjnych technologii redukcji emisji wymaga otwartości przemysłu na zmiany. Wskazuje też na ogromny potencjał wodoru – jego wykorzystanie w procesie bezpośredniej redukcji żelaza (H-DRI) może ograniczyć emisje o 80–95%, a jedynym produktem ubocznym tej reakcji jest para wodna.
W dalszej perspektywie rozwijane są także technologie elektroredukcji rudy żelaza oraz zastosowanie plazmy wodorowej. Ich wdrożenie przewiduje się po 2040 roku
Cement – jak zmniejszyć emisje z kalcynacji?
Sektor cementowy odpowiada za 5% globalnych emisji. Głównym źródłem CO₂ jest proces kalcynacji wapienia – jego całkowite wyeliminowanie jest trudne, dlatego rośnie znaczenie CCUS.
Ciekawą alternatywą są spoiwa alternatywne, takie jak cementy na bazie węglanowania krzemianów wapnia (CACS), które mogą sekwestrować CO₂ w trakcie utwardzania. Z kolei tlenki magnezu pozyskiwane z naturalnych źródeł mogą teoretycznie pochłaniać więcej CO₂, niż emituje ich produkcja.
Jak zauważa starszy menedżer ds. ESG w firmie cementowej:
„CCUS to dla nas najważniejszy element. Planujemy ograniczyć emisje do poziomu 400 kg CO₂ na tonę cementu i zrealizować projekty, które do 2030 roku pozwolą zaoszczędzić 10 mln ton emisji”.
Chemia – wodór i elektryfikacja w centrum zmian
Przemysł chemiczny odpowiada za około 4% światowych emisji. Największym źródłem są procesy produkcji amoniaku i metanolu. Rozwiązaniem jest zastosowanie zielonego wodoru oraz zamiana naturalnego gazu na CO₂ wychwycony z innych procesów.
W sektorze chemicznym zastosowanie znajdują również pompy ciepła – w niektórych procesach, jak destylacja etanolu, mogą one zastąpić tradycyjne źródła ciepła i zmniejszyć emisje choćby o 98%.
Ważną rolę odgrywa również wymiana napędów na silniki klasy IE5, które mogą zmniejszyć straty energii o 40% i zwracają się już po 1–2 latach użytkowania.
Górnictwo – elektryfikacja i walka z metanem
Choć górnictwo odpowiada za 2–3% globalnych emisji, to niemal połowa z nich pochodzi z oleju napędowego używanego w ciężkim sprzęcie. Elektromobilność pojazdów, zastąpienie ciężarówek taśmociągami oraz optymalizacja systemów wentylacyjnych to najważniejsze działania w krótkim terminie.
W perspektywie długofalowej znaczenie zyska wodór jako paliwo dla pojazdów w kopalniach z ograniczonym dostępem do sieci energetycznych.
Ropa i gaz – redukcja emisji na każdym etapie
Sektor naftowy i gazowy odpowiada za 6% światowych emisji. Emisje pochodzą z trzech głównych etapów: upstream (wydobycie), midstream (transport) i downstream (przetwarzanie).
ABB wskazuje, iż elektryfikacja platform wiertniczych oraz sprężarek gazowych może zwiększyć efektywność do 95% i zmniejszyć koszty eksploatacji. Na Morzu Północnym operatorzy zredukowali flarowanie gazu o połowę w ciągu czterech lat dzięki lepszej detekcji wycieków i wymianie sprzętu.
Wspólny kierunek – technologie i partnerstwa
Raport podkreśla, iż mimo różnic sektorowych, niemal wszystkie branże będą musiały:
- w krótkim terminie wdrażać elektryfikację i poprawę efektywności,
- w długim – skupić się na CCUS i wodoru niskoemisyjnym.
Jak podsumowuje Brigitte van den Berg, posłanka Renew Europe:
„Unia potrzebuje jasnej strategii przemysłowej z konkretnymi celami zielonej produkcji i odporności. Tylko wtedy możliwe będzie skuteczne wsparcie ekosystemów przemysłowych i ich transformacja”.
Zobacz również:- Nowa mikroinstalacja wodorowa: HyGrid od Fraunhofer zmienia reguły magazynowania energii
- Vaillant i Fraunhofer ISE: przełom w pompach ciepła na propan
- Fraunhofer ISE bada PVT i pompy ciepła – oszczędność 560 mln ton CO2
- Narzędzie od Fraunhofer pomoże dobrać fotowoltaikę, pompę ciepła i magazyn energii
Źródło: ABB & Fraunhofer IPA, „Your Route from A to Zero: Technologies to cut emissions in five hard-to-abate sectors”, 2024
