Témata
Zdroj: Sci-line

Ocelové město a CO2

Co Jules Verne nemohl tušit… Nebo mohl? Zlého profesora nechává umřít na zadušení kysličníkem uhličitým…

Leoš Kopecký

Leoš Kopecký, *1958, vystudoval VUT v Brně, elektrotechnologie, Konzervatoř Jaroslava Ježka v Praze, text a scénář. Od 1990 působí jako novinář a mediální expert, 2009-2012 Akademie věd ČR (SSČ) - popularizace vědy, marketing, od 2013 externí redaktor pro TA ČR, nezávislý novinář, publikování pro propagaci vědy, výzkumu a inovací. V 2015 založen nezávislý projekt Sci-line - online platformupro komunikaci R&D, nových materiálů a technologií. Projekt je zastřešen aktivitami společnosti ArtCom 3000, jejíž je spoluzakladatelem.

Reklama

Indická kněžna z Gokúlu po sobě zanechala pohádkové jmění, které zdědili mírumilovný francouzský lékař Dr. Sarrasin a německý profesor Schultze. Jeden vybuduje Francouzské město, které by mělo být vzorem pro všechna města na světě – je čisté, bez kriminality a žijí tam hodní lidé. Naopak profesor Schultze vybuduje nedaleko svoje Ocelové město, které je v podstatě gigantickou továrnou, vyrábějící tu nejlepší ocel, děla a různé další zbraně. Profesor chce Sarrasinovo Francouzské město zničit, ale román má dobrý konec – nedokáže to a zemře. Literární oblouk románu Ocelové město Verne uzavírá skutečně mistrnou tečkou, protože Schultze umírá ve své tajné pracovně udušen a zmrazen po výbuchu vlastního granátu naplněného oxidem uhličitým.

Zelená ocel

Přesně 143 let po prvním vydání Ocelového města vychází v Německu pod hlavičkou Max Planck Institut vědecká studie s názvem „Making green steel with hydrogen,“ jejímž hlavním výzkumným cílem bylo snížení emisí kysličníku při výrobě oceli. Samozřejmě, ne kvůli bědnému konci zlého Schultze, ale ta paralela je zarážející a v podstatě už zábavná, protože řešení snížení CO2 při výrobě oceli existuje, a nejen jedno. Autorem citované studie je Dierk Raabe, výkonný ředitel společnosti Max Planck Institut pro výzkum železa (Düsseldorf, Německo). Zelenou ocel je opravdu možno vyrábět, a i dalších dílčích cest k omezení emisí je několik. Jednou velmi slibnou možností je právě získávání železa z jeho rud pomocí plazmatu vodíku – přímé odstranění CO2 v atomovém měřítku. To vypadá na první pohled jako skvělý výsledek výzkumu, jenže buďme realisty. Cesta objevu z laboratoře do výroby je někdy delší, někdy kratší, ale i ta nejkratší trvá několik let, a tento problém je opravdu ožehavý, o čemž se přesvědčujeme každý den.

Profesor Schultze vybudoval Ocelové město, které bylo v podstatě gigantickou továrnou vyrábějící tu nejlepší ocel, děla a různé další zbraně. (Původní ilustrace Léon Benett)

Ročně se vyrobí přes dvě miliardy tun oceli a současný výrobní standard znamená, že asi 70 % oceli na celém světě vzniká ve vysokých pecích, kde je uhlík redukčním činidlem. To generuje ohromující tři miliardy tun celkových přímých emisí CO2 – tedy 7–9 % všech emisí skleníkových plynů vyvolaných člověkem. A k tomu se svět nachází v kleštích tvořených poptávkou a reálnými možnostmi. S postupným vyčerpáním zásob vyšších tříd kovových rud se bude snižovat kvalita vytěžené rudy, a to bude mít za následek zvýšení množství hlušinového materiálu, se kterým je třeba manipulovat a který se musí likvidovat, čímž se zvýší dopady výroby kovů na životní prostředí. Současně ale roste prosperita rozvojových zemí, a tím i poptávka po produktech, tedy vyšší výrobě.

Reklama

Překážky a jak je překonat

Jenže situace je ještě komplikovanější, protože udržitelná výroba je proces, který je v současné době ovlivňován třemi aspekty přístupů: ekonomickým, environmentálním a sociálním. A v tak složitém systému se rozhodování při řízení výroby stává komplikovaným a naráží na celou sérii překážek. Je pravda, že si organizace a manažeři stále více uvědomují vzájemné vztahy mezi ekonomickými přínosy, sociálními a environmentálními důsledky, stejně jako i jejich krátkodobé a dlouhodobé dopady na změny pro udržitelnost. Za poslední dvě desetiletí vznikla celá řada studií, které nejenže identifikují jednotlivé bariéry, ale přímo na konkrétních příkladech ukazují možnosti, a současně i důsledky technologických i organizačních změn při výrobě. Je příznačné, že se mnoho studií věnuje příkladům ze zemí, kde kovovýroba v posledních letech zaznamenala výrazný progres – tedy ze zemí, jako je Čína nebo Indie.

Ročně se vyrobí přes dvě miliardy tun oceli a současný výrobní standard znamená, že asi 70 % oceli na celém světě vzniká ve vysokých pecích, kde je uhlík redukčním činidlem. (Zdroj: Sci-line)

Kde a jak začít

Otázkou ale je, jak se daří uplatňovat změny v reálných procesech. Jedním z příkladů může být tváření složitých plechových dílů, což je poměrně nákladný proces vyžadující energeticky náročné vstupy. Díly jsou obvykle vyrobeny z oceli, popř. hliníku, a už jen výroba těchto dvou kovů představuje více než 10 % globální antropogenní emise CO2. Přibližně jedna pětina kovů je pak válcována za studena. Následné tvářecí procesy využívají sady lisovacích forem, které vyžadují energeticky náročné lití a obráběcí operace k jejich výrobě. Lisování pak spoléhá obvykle na elektromotory, které jsou často špatně optimalizovány – další energetické ztráty. Přestože jde celosvětově o velký objem tváření plechu v průmyslu, existuje poměrně málo holistických studií, které by problém řešily opravdu komplexně. Proto každý krok pro zlepšení je třeba zvažovat ze všech stran, ať už jde o nižší spotřebu energie, využití surovin a jejich recyklace, používání nebezpečných chemikálií, nebo efektivní využívání šedé vody a snižování nezpracovatelných odpadů. Zcela jistě je užitečné inspirovat se a využít zkušeností druhých. Teoretických rad je mnoho, ale k praktickým postupům se dopátrat není vždy snadné. Doporučuji sledovat více ty menší výrobce než velké nadnárodní kolosy. Třeba australská firma ACRA Machinery na svém webu přímo uvádí čtyři snadné způsoby, jak učinit továrnu udržitelnější, a jedním z nich je nutnost zvyšování informovanosti a odbornosti pracovníků. Pro začátek dobré.


Zdraví a stroje

Nové technologie prodlužují průměrný i maximální věk člověka a zvyšují jeho schopnosti. Jejich použití je přitom v podstatě oborově neomezené a neexistuje snad oblast výzkumu, která by se nějakým způsobem nepromítla do vývoje pro medicínu – od elektroniky až po strojírenství.

Vydání #1,2
Kód článku: 230116
Datum: 08. 02. 2023
Rubrika: Produktový článek / Ekologie
Firmy
Související články
Revoluce udržitelnosti: Bezuhlíková ocel je pouze zdánlivý paradox

Výroba oceli je dlouhodobě strategickým odvětvím, na němž nevyhnutelně stojí obrovská část strojírenské výroby. Jak může být ocel „bezuhlíková”, když je uhlík její nedílnou součástí? Odpovědí je změna výrobního procesu – nové technologie, které místo uhlíku využívají vodík a zelenou elektřinu, již v dnešní době přispívají k dekarbonizaci tohoto odvětví.

Revoluce udržitelnosti: Digitalizací k úsporám

Průmyslová udržitelnost se v posledních letech stala nejen věcí image, ale také ekonomiky. Rostoucí ceny energií, tlak na snižování emisí i požadavky zákazníků nutí podniky hledat způsoby, jak vyrábět chytřeji. Jednou z hlavních cest je digitalizace. Ta dovoluje provoz detailně prozkoumat a z drobných optimalizací sestavit významné energetické úspory.

Revoluce udržitelnosti: Uzavřené smyčky v kovoprůmyslu

Navzdory sebevětšímu úsilí o maximální efektivitu zůstává produkce odpadu v průmyslu kovovýroby nedílným doprovodným faktorem. Recyklace třísek, emulzí a olejů je proto, zvláště pro malé a střední podniky, moudrým krokem do budoucna - šetří peníze i planetu, zefektivňuje ekonomickou stránku provozu a přispívá k dobrému jménu v očích potenciálních zákazníků.

Související články
Revoluce udržitelnosti: Ekonomické přínosy ekologického smýšlení

Udržitelnost není pouze módní trend, ale především strategický přístup, který může strojírenským výrobcům přinést významné ekonomické výhody. Firmy, které zavádějí ekologická opatření, mohou těžit mimo jiné z úspor v oblasti nákladů či materiálů, a to skrze pokročilé řízení energetické spotřeby či zodpovědný přístup k recyklaci a odpadu z výroby.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Revoluce udržitelnosti: Přes 300 let starý pojem

V mnoha oblastech lidské činnosti, od zemědělství až po strojírenskou výrobu, je udržitelnost aktuálně jedním z nejčastěji skloňovaných slov. Tento úvodní článek ze série „Revoluce udržitelnosti“ se věnuje tomu, jak se tento pojem dostal do centra veřejných diskuzí, co vlastně znamená a proč se v posledních desetiletích stal tak důležitým.

Ekologická odpovědnost jako firemní výhoda

Firmy čelí rostoucím požadavkům na udržitelnost, a přestože se dotační a rozvojové programy snaží ekologicky smýšlející podniky zvýhodnit, zelené investice mají dlouhou návratnost a vyznačují se vyšší administrativní zátěží. Mezi výsledné výhody nicméně patří zvýšená konkurenceschopnost, reputace a atraktivita pro investory i obchodní partnery

Energetická náročnost obráběcích strojů: Část 3. Inteligentní technologie

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a  napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Smyslem předkládané trilogie článků není rozklíčovat současný stav a doporučit řešení, ale z pohledu konstrukce a provozu výrobních zařízení představit řešení firem, které primárně nehledí na byznys, ale na budoucnost naší planety.

Energetická náročnost obráběcích strojů: Část 2. Vliv výrobních strojů

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hrají roli politika a byznysové zájmy, a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

Energetická náročnost obráběcích strojů: Část 1. Obecný úvod do problematiky

Globální oteplování se stalo velmi diskutovaným tématem. I když bylo provedeno mnoho vědeckých studií a napsáno neméně vědeckých článků, dosud se odborná komunita nesjednotila v celkovém názoru na globální změny klimatu. Navíc zde hraje roli politika a byznysové zájmy a tak je velmi obtížné se ve všech, často protichůdných, informacích vyznat.

Jak přispívají opakovaně použitelné čisticí utěrky k ochraně životního prostředí

Dne 5. června 1972, v den zahájení první světové konference o ochraně životního prostředí ve Stockholmu, inicioval program ochrany životního prostředí Spojených národů (United Nations Environment Programme, UNEP) oficiální světový den životního prostředí. Od té doby se každo-ročně 5. červen slaví jako mezinárodní den životního prostředí. Opakovaně použitelný systém čisticích utěrek MEWA k tomu každý den v dílnách a výrobních halách přispívá: Čistí stroje a zařízení a podporuje ochranu zdrojů.

Evropská unie a my: Pavel Sobotka

Na podnikatelské subjekty je ze strany Evropské unie postupně kladeno celé spektrum požadavků. Unie vedle sledování svých fiskálních zájmů a cílů v poslední době upíná pozornost směrem k udržitelnému rozvoji. S novou unijní směrnicí CSRD (Corporate sustainability reporting directive) přibývá firmám povinnost zveřejnit spolu s výroční zprávou i zprávu o své udržitelnosti. Mají v ní být obsaženy plány a výhled v oblasti dekarbonizace a společenské odpovědnosti. Za rok 2024 měly povinnost reportovat firmy, které jsou na burze nebo mají vydané cenné papíry. V letošním roce se již povinnost týká všech firem s více než 250 zaměstnanci, obratem nad 50 milionů eur nebo rozvahou nad 25 milionů eur.

Evropská unie a my: Libor Witassek

Na podnikatelské subjekty je ze strany Evropské unie postupně kladeno celé spektrum požadavků. Unie vedle sledování svých fiskálních zájmů a cílů v poslední době upíná pozornost směrem k udržitelnému rozvoji. S novou unijní směrnicí CSRD (Corporate sustainability reporting directive) přibývá firmám povinnost zveřejnit spolu s výroční zprávou i zprávu o své udržitelnosti. Mají v ní být obsaženy plány a výhled v oblasti dekarbonizace a společenské odpovědnosti. Za rok 2024 měly povinnost reportovat firmy, které jsou na burze nebo mají vydané cenné papíry. V letošním roce se již povinnost týká všech firem s více než 250 zaměstnanci, obratem nad 50 milionů eur nebo rozvahou nad 25 milionů eur.

Objektivní diagnóza společnosti umožnuje její léčbu

Svět se dnes doslova mění před očima. K otázce, zda jsme schopni se poučit z chyb zaniklých civilizací, říká v rozhovoru výkonná ředitelka SMO ČR Radka Vladyková, že bychom toho schopni být měli. Avšak s ohledem na efekt Gaussovy křivky, která mj. platí pro mnoho společenských jevů a bohužel preferuje většinové názory, jež nutně nemusí být vždy ty nejlepší. Navíc vývoj světa měl vždy dvojí dynamiku, vnitřní a vnější – to známe i z teorie revoluce, kdy musí být splněny současně vnitřní i vnější podmínky.

Kompozitní materiály z přírodních zdrojů

Veřejnost se stále více snaží být environmentálně odpovědnou. Ani napříč odvětvími průmyslu tomu není jinak. V oblasti kompozitních materiálů můžeme v posledních letech sledovat stále častější tendence využívat přírodní materiály jako náhradu konvenčních syntetických produktů. Roste poptávka po vláknech na rostlinné bázi (například vláknech ze lnu, konopí nebo sisalu) a tyto materiály získávají významný podíl na celkové produkci kompozitních výrobků.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit