Стартап Boston Metal, занимающийся разработкой «зеленой» стали, продемонстрировал, что обладает всеми необходимыми компонентами для производства металла без огромных выбросов парниковых газов. Компания успешно провела тестирование своего самого крупного на данный момент реактора, получив более тонны металла, о чем мы узнаем эксклюзивно.

Этот последний этап приближает Boston Metal к коммерциализации своей технологии. Процесс компании использует электричество для выплавки стали, что, в зависимости от источника этой энергии, может радикально очистить производство одного из самых загрязняющих материалов на планете. Ежегодно в мире производится около 2 миллиардов метрических тонн стали, при этом в процессе выделяется более 3 миллиардов метрических тонн углекислого газа.

Хотя до достижения масштабов, способных существенно повлиять на сталелитейную промышленность, еще предстоит пройти немало этапов, недавний запуск подтвердил способность компании масштабировать свой процесс.

Boston Metal запустила свой промышленный реактор для выплавки стали в январе, и после нескольких недель работы 17 февраля компания слила примерно тонну материала. (Вы можете посмотреть видео расплавленного металла здесь. Выглядит впечатляюще.)

Работа над этим реактором велась давно. Мне доводилось посещать предприятие в Уобурне, штат Массачусетс, в 2022 году, когда строительство было почти завершено. С тех пор компания занималась тестированием оборудования для производства других металлов, прежде чем переоборудовать его для выплавки стали.

Подход Boston Metal кардинально отличается от традиционных сталелитейных заводов. В производстве стали обычно используется доменная печь, где применяется топливо на угольной основе под названием кокс, необходимое для протекания реакций восстановления железной руды в чугун (ключевой компонент стали). Углерод из кокса соединяется с кислородом, извлекаемым из руды, и выделяется в виде углекислого газа.

Вместо этого Boston Metal использует электричество в процессе, называемом электролизом расплавленных оксидов (Molten Oxide Electrolysis, MOE). Железная руда загружается в реактор, смешивается с другими компонентами, и затем через смесь пропускают электрический ток. Это нагревает смесь примерно до 1600 °C (2900 °F) и запускает реакции, необходимые для получения железа. Это железо затем можно переработать в сталь.

Что критически важно для климата: в этом процессе в качестве побочного продукта выделяется кислород, а не углекислый газ (тот самый печально известный парниковый газ). Если в качестве источника электроэнергии используются возобновляемые источники, такие как ветер и солнце, или ядерная энергия, этот метод позволяет практически полностью исключить климатическое воздействие сталелитейного производства.

Технология MOE была разработана в Массачусетском технологическом институте (MIT), а Boston Metal была основана в 2013 году с целью коммерциализации этой разработки. С тех пор компания трудилась над тем, чтобы перейти от лабораторного масштаба, где реакторы были размером с кофейную чашку, к гораздо более крупным установкам, способным производить тонны металла за раз. Это жизненно важно для отрасли, оперирующей объемами в миллиарды тонн в год.

«Объемы стали вокруг нас — колоссальны», — отмечает Адам Роуэрдинк, старший вице-президент по развитию бизнеса в Boston Metal. «Масштаб просто гигантский».

Производство огромных объемов стали, необходимых для коммерческой значимости, было серьезной технической задачей.

Одним из ключевых элементов конструкции Boston Metal является анод. Это, по сути, округлый металлический элемент, который погружается в реактор, обеспечивая путь для прохождения электричества и запуска необходимых реакций. Теоретически этот анод не расходуется, но если условия не совсем оптимальны, он может деградировать со временем.

По словам Роуэрдинка, за последние несколько лет компания добилась значительного прогресса в предотвращении деградации инертного анода. Нынешний этап работы сложнее, поскольку теперь компания добавляет несколько анодов в один и тот же реактор.

В лабораторных реакторах используется один небольшой анод. Более крупные реакторы требуют бóльших анодов, и в определенный момент становится необходимым добавить их больше. Недавний запуск продолжает доказывать, как подход Boston Metal может масштабироваться, говорит Роуэрдинк: увеличивая размеры реакторов, добавляя больше анодов, а затем объединяя несколько реакторов на одном заводе для достижения необходимых производственных объемов.

Теперь, когда компания завершила первый цикл испытаний своего многоанодного реактора для выплавки стали, план состоит в дальнейшем изучении того, как протекают реакции в таком крупном масштабе. Эти запуски также помогут компании лучше понять будущую себестоимость своей продукции.

Следующий шаг — создание еще более крупной системы, говорит Роуэрдинк. Это будет оборудование, которое не поместится в нынешнем здании в Бостоне. В то время как реактор текущего размера может производить тонну или две материала примерно за месяц, по-настоящему промышленное оборудование будет производить такой же объем металла примерно за сутки. Демонстрационная установка должна заработать к концу 2026 года и начать работу в 2027 году, добавляет он. В конечном итоге компания надеется лицензировать свою технологию сталелитейным производителям.

В сталелитейной и других отраслях тяжелой промышленности масштабы поражают. Boston Metal работает над этим уже более десяти лет, и весьма интересно наблюдать за тем, как компания приближается к тому, чтобы стать заметным игроком в этой гигантской индустрии.

---

Далее читайте в The Spark

Сопутствующее чтение

Мы включили «зеленую сталь» в число наших Прорывных Технологий 2025 года. Узнайте больше о причинах этого здесь.

Я посещал завод Boston Metal в Массачусетсе в 2022 году — прочитайте подробнее о технологии компании в этом материале (считаю, что он до сих пор актуален).

Климатические технологические компании, подобные Boston Metal, пережили вторую волну бума финансирования и поддержки после обвала «чистых технологий» десятилетие назад. Подробнее об этом в статье Дэвида Ротмана за 2023 год.

Еще кое-что

Потребность в электроэнергии в США растет быстрее, чем за последние десятилетия, и для удовлетворения этого спроса потребуется строительство новых электростанций и расширение сетевой инфраструктуры. Это может стать проблемой, поскольку утверждение новых линий электропередач исторически было дорогостоящим и длительным процессом.

Новые технологии могут существенно помочь, по мнению Брайана Дизе и Роба Грэмлиха. Подробнее об этом читайте в новой колонке.

И еще одно

Растения великолепно освоили процесс преобразования солнечного света в пищу посредством фотосинтеза. На протяжении очень долгого времени исследователи пытались имитировать этот процесс, создав искусственный лист, способный производить топливо с использованием солнечной энергии.

Теперь исследователи нацелены на производство энергоемкого топлива с использованием специализированного катализатора, содержащего медь. Узнайте больше об этой инновации из последней истории моего коллеги Карли Кей.

Следим за климатом

Хранение энергии в США продолжает быстро расти: в этом году планируется ввести в строй 18 гигаватт мощностей. Это значительный рост по сравнению с 11 ГВт в 2024 году. (Canary Media)

Нефтяные компании, включая Shell, BP и Equinor, сворачивают климатические обязательства и наращивают добычу ископаемого топлива. Эксперты отмечают, что на долю нефтяных и газовых компаний приходилась лишь небольшая часть инвестиций в чистую энергетику, поэтому это не такая уж большая потеря. Однако вложение средств в новую добычу нефти и газа может негативно сказаться на показателях выбросов. (Grist)

Популяции бабочек в США резко сокращаются: за последние 20 лет их численность упала на 22%. Ознакомьтесь с этой визуализацией, чтобы увидеть, как меняется ситуация в вашем регионе. (New York Times)

План Нью-Йорка по взиманию платы за проезд в часы пик в самых загруженных районах города набирает популярность: 42% жителей Нью-Йорка поддерживают этот сбор, по сравнению с 32% в декабре. (Bloomberg)

Реальность такова: у Украины нет месторождений редкоземельных металлов, как утверждают эксперты. В то время как политическая напряженность между лидерами США и Украины росла во время встречи, посвященной обсуждению сделки по полезным ископаемым, IEEE Spectrum сообщает, что реальная ситуация не соответствует политическому театру. (IEEE Spectrum)

Quaise Energy обладает передовой технологией бурения, которая, по их утверждению, может раскрыть потенциал геотермальной энергии. В ходе демонстрации компания недавно пробурила несколько дюймов в куске породы с помощью своей технологии миллиметровых волн. (Wall Street Journal)

Еще один факт в копилку «странных последствий изменения климата»: выбросы парниковых газов могут снизить пропускную способность спутников. Там, наверху, становится тесно. (Grist)

Администрация Байдена финансировала сельскохозяйственные проекты, связанные с изменением климата, а теперь фермеры оказываются под ударом из-за усилий администрации Трампа по возврату этих средств. Это показательный пример того, как один и тот же проект может описываться совершенно по-разному в зависимости от политических приоритетов. (Washington Post)

Вы и я помогаем оплачивать растущие потребности в электроэнергии крупных центров обработки данных. Хотя некоторые модернизации сети необходимы просто для обслуживания крупных объектов, таких как эти центры, стоимость строительства и обслуживания всей сети распределяется между всеми, кто платит за электричество. (Heatmap)