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“氢气炼钢”未来钢铁行业的发展方向

文章出处:责任编辑:作者:人气:-发表时间:2018-10-29 15:03:00【

钢铁工业二氧化碳排放量占全球工业二氧化碳排放量的三分之一,这迫使其向更可持续的生产模式转变。近期,瑞典钢铁公司(SSAB)、瑞典大瀑布电力公司(Vattenfall)和瑞典矿业集团(LKAB)联合创立的非化石能源钢铁项目HYBRIT获得了瑞典能源署5.28亿瑞典克朗(约合5801万美元)的资金支持。

 
瑞典能源署向HYBRIT项目提供的资助资金主要涵盖两个子项目。一是利用氢气直接还原进行钢铁生产初步研究项目。该研究项目的目标是开发出一种以纯氢气为球团矿生产海绵铁的还原剂的技术(图1是传统高炉工艺和HYBRIT工艺的比较)。二是球团、烧结工艺的非化石能源加热初步研究项目。该研究项目有着双重目标,即在减少现有球团厂的温室气体排放的同时,设计出一种全新的造块工艺。
 
HYBRIT项目有望使瑞典二氧化碳排放总量减少10%,使芬兰二氧化碳排放总量减少7%,将对瑞典实现《巴黎协定》目标起到至关重要的作用。同时,该项目可有效提升瑞典钢铁工业整体竞争力,并有助于绿色能源体系的建立。
 
实现环境可持续性是下一步钢铁工业转型的主要目标。
 
对于正处于转型升级关键阶段的钢铁工业来说,提高能源利用效率、采用低碳生产流程、最大程度地实现能源回收利用是当前及未来一段时间的重中之重。
 
很多人认为,钢铁工业难以应对大规模转型带来的挑战。这主要是由于钢铁工业属于能源和资本密集型行业,进入壁垒较高,技术创新既危险又昂贵。钢铁工业用平炉炼钢技术进行钢铁生产的时间长达50年,直到20世纪50年代,由奥地利人开发的碱性氧气转炉投入市场,才促使钢铁工业向生产效率更高、利润更丰厚的生产方式转型。如今,钢铁工业正处于另一次技术转型的关键时期。这一次转型不仅要提高生产能力和盈利能力,而且要满足环境的可持续性的需要。
 
“氢气炼钢”是钢铁工业当前已知的最佳减排技术,业内一位专家表示:“除了通过基于氢气的直接还原技术和碳捕获与封存技术实现减排以外,关于减少钢铁生产过程中的二氧化碳排放,当前没有更多的方式。预计到2045年~2050年,钢铁生产仍将以铁矿石为主要原材料。因此,我们需要研发出一种可以实现大规模减排的技术。目前来看,通过基于氢气的直接还原技术实现减排或许是钢铁工业已知的最佳方案,而碳捕获与封存技术属于末端解决方案,并没有从根源上解决问题。通过将废钢作为钢铁生产原材料来实现减排则面临着废钢供给不足、用废钢生产出的钢材质量不够高等问题。此外,以天然气作为还原剂进行钢铁生产在减排方面有局限,且天然气的获取在政治上存在着一定的复杂性。”
 
尽管基于氢气的直接还原技术是当前钢铁工业减少二氧化碳排放潜力最大的一项技术,但是,向这种生产方式转变的路径既不容易,也不明晰。
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