Зелена металургія повоєнної України

Abstract

Перехід металургійної промисловості на використання «чистої» енергії може сприяти створенню нових ринків і стимулюванню економічного зростання. Однак, найбільш ефективний і реалістичний шлях відокремлення сектора від викопного палива залишається під питанням, особливо в країнах, що розвиваються, і в регіонах з нестабільними соціально-політичними умовами. У цьому дослідженні, на прикладі України, розроблено план реконфігурації розташування металургійних заводів та перерозподілу ресурсів за двома сценаріями, які враховують потенційні післявоєнні умови. Враховуючи відновлення експортно-орієнтованої металургійної промисловості України та перспективу вступу до Європейського Союзу, у цій статті розроблено стратегії торгівлі «зеленою» сталлю. Модель оптимізації ланцюга поставок сталі лежить в основі техніко-економічного, просторово деталізованого аналізу енергетичних і матеріальних потоків, який використовує вхідні дані окремої моделі виробництва відновлюваної енергії, «зеленого» водню та «зеленого» аміаку з мінімізацією витрат. Результати показують, що оптимальні конфігурації ланцюгів поставок залежать від енергетичного міксу в мережі, будівництва нових металургійних майданчиків поблизу відновлюваних джерел енергії, регіональних альянсів для створення ринку «зеленого» чавуну і сталі та багатомільярдних інвестицій. Розвинені атомна та гідроенергетика критично знижують витрати в найближчій перспективі, тоді як швидке розширення інфраструктури сонячної та вітрової енергетики сприяє масштабуванню виробничої продуктивності. Щоб одночасно відновити українську металургійну промисловість, яка б виробляла 22 мільйони тонн (млн т) сталі на рік, і перейти до майже нульових викидів до 2050 року, інвестиції в інфраструктуру мають перевищити $62 млрд за умови повного звільнення території України. Водночас, для уможливлення поступового переходу, необхідні й короткострокові інвестиції. Хоча мобілізувати капітал такого масштабу буде доволі непросто, потенційно зростаючі ціни на викиди вуглецю від викопного палива можуть стати додатковим стимулом, що так чи інакше призведе до декарбонізації сектору.The steel industry’s clean energy transition can enable new market creation and economic growth stimulation. Yet, the most efficient and feasible pathway to decouple the sector from fossil fuels remains unclear, particularly within developing nations and unstable socio-political contexts. Here, a blueprint for reconfiguring plant locations and reallocating resources is developed through a Ukrainian case study under two scenarios, which capture potential post-war conditions. Framed by regrowth of Ukraine’s export-oriented steel industry and prospective European Union accession, green iron and steel trade strategies are devised. A steel supply chain optimisation model underpins the techno-economic, spatially granular analysis of energy and material flows, which utilises the inputs from a separate cost-minimised renewable energy, green hydrogen, and green ammonia production model. Results show that optimal supply chain configurations rely on mixed emissions-free energy profiles, the emergence of new steelmaking sites nearby high-quality renewables, regional alliances for green iron and steel market creation, and multi-billion-dollar investment. Mature nuclear and hydro power critically reduce costs in the near-term, whilst the rapid expansion of solar and wind energy infrastructure underpins production system scale-up. To simultaneously rebuild the 22 million-tonnes-a-year Ukrainian steel industry and transition to near-zero emissions by 2050, infrastructure investment surmounts to $62 billion, given full liberation of Ukrainian territory. Near-term investment is necessary to ease the pace of change, and although mobilising capital of this magnitude will be challenging, convincing carbon prices favour decarbonisation efforts.