Исследователи Университета Саламанки разработали модель энергокомплекса, способного обеспечить металлургический завод электричеством и водородом исключительно за счёт возобновляемых источников — без угля, нефти и газа.
Сталелитейная отрасль даёт около 7% мировых выбросов CO₂ и считается одной из труднейших для декарбонизации. Перспективная альтернатива — технология прямого восстановления железа водородом: водород заменяет кокс, связывая кислород руды, а полученное железо переплавляется в электродуговой печи.
Главная проблема — непрерывность энергоснабжения. Испанские учёные решили её, объединив солнечные и ветровые электростанции с несколькими уровнями хранения энергии: литий-ионными аккумуляторами, баками сжатого водорода и жидкими органическими носителями водорода для сезонных запасов. Летом избыточная солнечная энергия накапливается в виде водорода в жидком носителе, зимой — высвобождается для нужд производства.
Модель просчитана для завода мощностью 1 млн т стали в год применительно к 48 провинциям Испании. Ветреные регионы оказались выгоднее: ветровая генерация равномернее по сезонам и требует меньших хранилищ. В солнечных районах необходимо создавать значительно большие запасы.
Выявлен и структурный эффект: для гарантированной бесперебойной работы мощности ВИЭ приходится строить с большим запасом, что в отдельные периоды даёт пятикратный избыток электроэнергии. Он может направляться на производство синтетического топлива или химической продукции.
Главный барьер — стоимость: сегодня затраты на энергию и водород для «зелёной» стали составляют 500–600 евро/т против значительно меньших затрат при традиционных технологиях. Однако по мере удешевления оборудования и введения платы за выбросы CO₂ водородная металлургия может стать экономически конкурентоспособной.
