Алюминий на пути к безуглеродному будущему

Красноярский алюминиевый завод РУСАЛ впервые произвел первичный алюминий в промышленных масштабах с использованием инертных анодов. Фото с сайта www.rusal.ru

Мировая алюминиевая отрасль стоит перед сложнейшим вызовом декарбонизации: чтобы достичь нулевых парниковых выбросов к 2050 году, ей нужно кратно ускорить сокращение углеродного следа. Это требует внедрения передовых технологий производства крылатого металла и перехода на возобновляемые источники энергии. В авангарде этого движения находятся российские металлурги.

Чистый ноль

Международное энергетическое агентство (МЭА) называет мировой алюминиевый сектор существенным источником выбросов CO2 в мире. В 2022 году их объем составил почти 270 млн т CO2-эквивалента (прямые выбросы) – около 3% прямых выбросов всей мировой промышленности. Производство металла увеличивается и, как ожидается, продолжит расширяться из-за роста населения и экономики, прогнозируют эксперты. При этом алюминий незаменим в зеленом переходе: компоненты из этого металла, например, используются в солнечной энергетике и облегчают вес автомобилей.

В последние несколько лет средняя интенсивность выбросов при производстве алюминия имеет небольшую тенденцию к снижению, отмечают в МЭА. Но чтобы реализовать сценарий достижения нулевых выбросов к 2050 году, необходимо в период до 2030 года ускориться в два раза – перейти от ежегодного 2-процентного сокращения, которое наблюдалось в последние годы, к 4-процентному, подсчитали эксперты.

Для этого алюминиевому сектору прежде всего необходимо разработать и внедрить новые технологии для снижения выбросов от первичного производства и переработки, отмечают в агентстве. В частности, перейти на инертные аноды, изготовленные из различных материалов, которые не выделяют CO2 во время электролиза в отличие от классических карбоновых. «Коммерциализация и раннее внедрение этой технологии имеют решающее значение в ближайшие несколько лет для того, чтобы соответствовать сценарию «Чистый ноль выбросов», согласно которому к 2030 году инертные аноды будут использоваться примерно на 7% первичного производства», – отмечают в МЭА.

Кроме того, декарбонизация источников энергии поможет сократить косвенные выбросы и является ключевым дополнением к сокращению прямых выбросов. Около 70% всех – прямых и косвенных – выбросов алюминиевой промышленности приходятся именно на энергетический сектор. При этом в 2022 году во всем мире около 55% электроэнергии, необходимой для алюминиевых заводов, поступало от угольных электростанций.

Прогресс в этом направлении есть. Хотя общая энергия, используемая в алюминиевом секторе, увеличилась вместе с производством металла, общая энергоемкость сектора снизилась примерно на 15% с 2010 года, подсчитали в МЭА. «Увеличение доли производства алюминия из электроэнергии с низким уровнем выбросов является главным приоритетом и представляет собой самый большой источник потенциального сокращения выбросов в краткосрочной перспективе», – отмечают эксперты агентства.

А кроме того, необходимо увеличивать сбор, сортировку и переработку лома, добавляют эксперты. Заметим, алюминий обладает уникальными преимуществами перед другими материалами именно в вопросе утилизации и повторного использования. А как отмечают в МЭА, вторичная переработка алюминия является гораздо менее интенсивной по выбросам, чем первичное производство.

Новый рубеж

Необходимость снижения углеродного следа – не просто совет международных экспертов, но реальность, в которой существует мировая алюминиевая промышленность. Это связано с растущими требованиями крупнейших потребителей металла – предприятий автопрома, строительной отрасли, машиностроения и т.д. – к экологичности и климатической безопасности продукции. Низкий уровень парниковых выбросов становится обязательным требованием при заключении сделки или выходе на тендер.

Кроме того, Евросоюз с 1 октября 2023 года начинает переходный период введения трансграничного углеродного налога, размер которого будет зависеть от уровня парниковых выбросов при производстве ввозимого товара и от цены на СО2 в Европе. Запустить этот механизм в полном объеме планируется с 2026 года. Так что в ЕС требования к уровню углеродного следа закрепляются и на законодательном уровне.

Мировой алюминиевый бизнес отвечает на эти вызовы наращиванием выпуска низкоуглеродного металла. Например, по оценкам аналитиков InsightAce, к 2031 году мировой рынок зеленого алюминия достигнет более 117,33 млрд долл., а среднегодовой темп роста составит 4,1%. Этот металл все чаще используется в ряде секторов, включая фольгу и упаковку, строительство, электротехнику и транспорт, отмечают эксперты.

«Автомобильная промышленность сосредоточена на декарбонизации больше, чем любой другой сектор, поэтому низкоуглеродный алюминий в ней широко используется, – приводят пример исследователи. – Из-за своего небольшого веса алюминий часто применяется в электромобилях, что увеличивает запас хода батареи и повышает общую экономичность автомобиля. Автопроизводители выбирают низкоуглеродный алюминий, потому что он снижает углеродный след всей цепочки поставок, что способствует расширению рынка».

«Поставка экологически чистого алюминия, который включает в себя низкое содержание CO2 (менее 4 т СО2 на тонну металла), а также вторичного алюминия, как ожидается, вырастет с 44 млн т до 71 млн т с 2021 по 2030 год, что обусловлено переходом металлургических заводов на возобновляемые источники энергии, более высокими показателями переработки и технологическими достижениями, – говорится в исследовании McKinsey. – Ожидается, что спрос на зеленый алюминий вырастет с 26 млн т в 2021 году до 62 млн т к 2030 году в основном за счет спроса на автомобили и упаковку в Европе и Китае».

Эксперты консалтинговой компании не исключают также роста спроса на алюминий со сверхнизким содержанием CO2 (менее 0,5 т СО2-эквивалента на тонну металла). «Продвижение в сторону менее 4 т CO2 на тонну алюминия – следующий рубеж, требующий прогресса и значительных инвестиций в технологии, такие как инертные аноды, чтобы обеспечить необходимое увеличение мощности производства», – отмечают аналитики.

Революция в металлургии

Российская алюминиевая промышленность находится на передовой борьбы за чистоту металла. Это признают все независимые исследователи. Например, МЭА отмечает, что именно Красноярский алюминиевый завод РУСАЛ впервые произвел первичный алюминий в промышленных масштабах с использованием инертных анодов в апреле 2021 года. РУСАЛ входит в топ мировых производителей металла с низким углеродным следом, его кейс рассматривается всеми международными экспертами.

Следуя своей стратегии по сокращению негативного воздействия на окружающую среду и климат, компания еще в 2017 году представила бренд Allow. Углеродный след этого алюминия составляет менее 4 т CO2-эквивалента на тонну алюминия, включая прямые и косвенные выбросы. Такой уровень достигается благодаря доступу к источникам чистой и возобновляемой гидроэнергии сибирских ГЭС. В прошлом году он составил 2,4 т СО2-эквивалента на тонну металла при среднемировых показателях по отрасли 12,3 т.

По итогам 2021 года РУСАЛ смог нарастить продажи алюминия с низким углеродным следом на 44%, рассказывала директор по устойчивому развитию компании Ирина Бахтина. «Удалось достичь 1 млн т, то есть каждая четвертая тонна проданного металла – зеленая, что говорит о высоком интересе и спросе. Именно эта низкоуглеродная характеристика позволяет сохраняться в тендерах и западных, и восточных», – отметила она. По данным компании, в 2021 году четверть глобального рынка низкоуглеродного алюминия за пределами Китая обеспечил именно РУСАЛ.

А в 2022 году продажи РУСАЛ «зеленого» металла на экспорт выросли еще на четверть. Производимый компанией низкоуглеродный алюминий – это все более важный фактор конкурентоспособности на внешних рынках, при этом самая высокая премия на зеленый алюминий, по словам Ирины Бахтиной, – в Китае, где она даже выше, чем в Европе.

Еще более важное значение имеет первенство российской компании во внедрении технологии инертных анодов. Использование керамики и сплавов в анодах для электролиза – революционное экологическое решение в металлургии, полностью исключающее выбросы парниковых газов и ряда загрязнителей. Более того, применение технологии сопровождается выделением кислорода.

Произведенный таким образом алюминий под брендом Allow Inerta, выпускаемый РУСАЛ на Красноярском алюминиевом заводе (КрАЗ), недавно прошел независимую верификацию показателей выбросов парниковых газов компании TÜV Austria Standards & Compliance. Согласно подсчетам, его удельные выбросы – как прямые, так и косвенные – составляют всего лишь 0,01 т CO2-эквивалента на тонну металла. КрАЗ уже выпустил на опытно-промышленном участке несколько тысяч тонн алюминия под маркой Allow Inerta, который был поставлен потребителям.