ЗАГАЛЬНІ ЗАСАДИ ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ В МЕТАЛУРГІЙНІЙ ПРОМИСЛОВОСТІ
DOI:
https://doi.org/10.34185/1991-7848.2025.01.14Ключові слова:
енергоспоживання, металургія, енергоефективність, декарбонізація, водень, електропіч, Industry 4.0, CCUS.Анотація
Метою роботи є дослідження теоретичних основ підвищення ефективності енергоспоживання в металургійній промисловості в умовах глобальних викликів кліматичної політики, трансформації виробництва та необхідності зниження енергетичних витрат. Проаналізовано основні технологічні процеси, рівень енергоємності галузі, а також міжнародний досвід упровадження енергоефективних рішень. Методика. Дослідження базується на міждисциплінарному аналізі наукових джерел, галузевих звітів, статистичних даних та техніко-економічних характеристик виробництва сталі. Використано методи порівняльного аналізу енерговитрат для різних технологічних маршрутів, а також системний підхід до оцінки потенціалу інновацій. Результати. Встановлено, що значна частина енергоспоживання припадає на доменно-конвертерні процеси. Перехід до електропічного виробництва, впровадження водневої металургії, використання вторинної сировини та цифрових технологій (Industry 4.0) відкриває шляхи до істотного підвищення енергоефективності. Наведено приклади успішної модернізації на підприємствах різних країн. Наукова новизна. У роботі систематизовано фактори, що визначають енергоємність виробничих процесів, розкрито взаємозв’язок між технологічними змінами та структурою енергоспоживання, обґрунтовано необхідність комплексного підходу до трансформації галузі. Практичне значення. Результати можуть бути використані для стратегічного планування модернізації підприємств, розробки інвестиційних проєктів з енергозбереження та формування національної політики декарбонізації промисловості.
Посилання
IEA (2020), Monthly Electricity Statistics, IEA, Paris, Available at: https://www.iea.org/reports/monthly-electricity-statistics
Swalec, C. (2022) Pedal to the Metal 2022. It’s not too late to abate emisssions from the global iron and steel sector. San Francisco, CA, United States of America: Global Energy Monitor. Available at: https://globalenergymonitor.org/wp-content/uploads/2022/06/ GEM_SteelPlants2022.pdf
Swalec, C. and Shearer, C. (2021) Pedal to the Metal 2021. No time to delay decarbonizing the global steel sector, Global Energy Monitor. San Francisco, CA, United States of America: Global Energy Monitor. doi:10.7551/mitpress/11314.003.0023
Calvin, K., Pereira, J.C. de O. de P., Oreane Edelenbosch Johannes Emmerling, S.F., et al. (2018) ‘SPECIAL REPORT Global Warming of 1.5 oC Chapter 2 Mitigation Pathways Compatible with 1.5°C in the Context of Sustainable Development’, IPCC special report Global Warming of 1.5 oC, p. 82pp. Available at: https://www.ipcc.ch/site/ assets/uploads/sites/2/2019/02/SR15_
Davis, S.J., Lewis, N.S., Shaner, M., et al. (2018) ‘Net-zero emissions energy systems’, Science, 360(6396). doi:10.1126/science.aas9793.
Boehm, S., Lebling, K., Levin, L., et al. (2021) State of Climate Action 2021: Systems Transformations Required to Limit Global Warming to 1.5°C. Washington, DC: World Resources Institute. doi:10.46830/ wrirpt.21.00048.
Boehm, S., Jeffery, L., Levin, K., et al. (2022) State of Climate Action 2022. Berlin, Germany and Washington, D.C.: Bezos Earth Fund, Climate Action Tracker, World Resources Institute. Available at: https://www.wri.org/research/state-climate-action-2022 (Accessed: 2 November 2022).
Bashmakov, I.A., Nilsson, L.J., Acquaye, A., et al. (2022) ‘Industry’, in Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change - Working Group III contribution to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Available at: https://report.ipcc.ch/ ar6wg3/pdf/IPCC_AR6_WGIII_FinalDraft_FullReport.pdf.
Bataille, C., Åhman, M., Neuhoff, K., et al. (2018) ‘A review of technology and policy deep decarbonization pathway options for making energy-intensive industry production consistent with the Paris Agreement’, Journal of Cleaner Production, 187, pp. 960–973. doi:10.1016/j.jclepro.2018.03.107
Holappa, L. (2020). A General Vision for Reduction of Energy Consumption and CO2 Emissions from the Steel Industry. Metals, 10(9), 1117. https://doi.org/10.3390/met10091117
Energy use in the steel industry. Available at:https://worldsteel.org/wp-content/uploads/Fact-sheet-Energy-use-in-the-steel-industry.pdf
V. Ahapova, “Ukrainian Metallurgy after February 24: Who Will Support the Atlas?” Available at: https://voxukraine.org/ukrayinska-metalurgiya-pislya-24-lyutogo-hto-pidstavyt-pleche-atlantovi
Global primary aluminum smelting energy intensity 2008-2021. Published by Statista Research Department, Dec 18, 2023. Available at: https://www.statista.com/statistics/1116216/aluminum-smelting-energy-intensity/
Na, Hongming, Jingchao Sun, Yuxing Yuan, Ziyang Qiu, Lei Zhang, and Tao Du. 2024. "Theoretical Energy Consumption Analysis for Sustainable Practices in Iron and Steel Industry" Metals 14, no. 5: 563. https://doi.org/10.3390/met14050563
D. Tymoshenko, V. Kukhar, and I. Volovnenko, “Comparison of Energy Consumption in Steel Production Using Obsolete Sintering–Blast Furnace and Open-Hearth Processes versus Modern Midrex H₂ Direct Reduction and Electric Arc Furnace Technology,” Metinvest Polytechnic Scientific Journal. Series: Technical Sciences, no. 2, pp. 49–54, 2024. [In Ukrainian]
H2FUTURE: decarbonising the steel industry with green hydrogen. By Claudia Patricolo.May 20, 2021 Available at: https://ceenergynews.com/hydrogen/h2future-decarbonising-the-steel-industry-with-green-hydrogen/
Kun He, Li Wang, A review of energy use and energy-efficient technologies for the iron and steel industry, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 70, 2017, Pages 1022-1039, ISSN 1364-0321,https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.007.
Tolettini, L.; Di Maria, E. The Impact of Industry 4.0 on the Steel Sector: Paving the Way for a Disruptive Digital and Ecological Transformation. Recycling 2023, 8, 55. https://doi.org/10.3390/ recycling8040055
O. I. Teslenko and K. V. Taranets, “Impact of Low-Carbon Technological Transformation in the Ferrous Metallurgy Sector on Electricity Consumption,” Bulletin of Kherson National Technical University, no. 4, pp. 153–159, 2024. [In Ukrainian] DOI https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2024.4.19
Monika Draxler èt al. Green Steel for Europe, Technology Assessment and Road mapping. 2021, 88 p. URL: https://www.estep.eu/assets/Projects/GreenSteel4Europe/GreenSteel_Publication/210308_D1-2_-Assessment_and_roadmapping_of_technologies_-Publishable-version.pdf
Tian Liang, Shanshan Wang, Chunyang Lu, Nan Jiang, Wenqi Long, Min Zhang, Ruiqin Zhang. Environmental impact evaluation of an iron and steel plant in China: Normalized data and direct/indirect contribution. Journal of Cleaner Production. 2020, Vol. 264, 121697. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121697
The facts about steelmaking Stealmakers seeking Green steel. Available at: https://ieefa.org/sites/default/files/2022-06/steel-fact-sheet.pdf
Holappa, L. (2020). A General Vision for Reduction of Energy Consumption and CO2 Emissions from the Steel Industry. Metals, 10(9), 1117. https://doi.org/10.3390/met10091117
Steel makers fear deepening crisis from energy crunch as output halted. Available at: https://www.reuters.com/business/energy/steel-makers-fear-deepening-crisis-energy-crunch-output-halted-2022-09-23/
Gu, Yueqing, Wenjie Liu, Bowen Wang, Borui Tian, Xinyue Yang, and Chongchao Pan. 2023. "Analysis and Prediction of Energy, Environmental and Economic Potentials in the Iron and Steel Industry of China" Processes 11, no. 12: 3258. https://doi.org/10.3390/pr11123258
S. H. Kiiko, “Energy Consumption Planning in the Implementation of an Energy Saving Project Portfolio at a Metallurgical Enterprise Based on Predictive Adaptation,” Collection of Scientific Works of the Kharkiv National Air Force University, vol. 3(65), pp. 97–105, 2020. [In Ukrainian] DOI: 10.30748/zhups.2020.65.15
S. H. Kiiko, “Adaptive Management of Energy Saving Project Portfolios at a Metallurgical Enterprise,” Current State of Scientific Research and Technologies in Industry, no. 4(14), pp. 56–70, 2020. [In Ukrainian] DOI: https://doi.org/10.30837/ITSSI.2020.14.056
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Сучасні Проблеми Металургії
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
