鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放量占全球工業(yè)二氧化碳排放量的三分之一,這迫使其向更可持續(xù)的生產模式轉變。近期,瑞典鋼鐵公司(SSAB)、瑞典大瀑布電力公司(Vattenfall)和瑞典礦業(yè)集團(LKAB)聯合創(chuàng)立的非化石能源鋼鐵項目HYBRIT獲得了瑞典能源署5.28億瑞典克朗(約合5801萬美元)的資金支持。
瑞典能源署向HYBRIT項目提供的資助資金主要涵蓋兩個子項目。一是利用氫氣直接還原進行鋼鐵生產初步研究項目。該研究項目的目標是開發(fā)出一種以純
氫氣為球團礦生產海綿鐵的還原劑的技術(圖1是傳統(tǒng)高爐工藝和HYBRIT工藝的比較)。二是球團、燒結工藝的非化石能源加熱初步研究項目。該研究項目有著雙重目標,即在減少現有球團廠的溫室氣體排放的同時,設計出一種全新的造塊工藝。
HYBRIT項目有望使瑞典二氧化碳排放總量減少10%,使芬蘭二氧化碳排放總量減少7%,將對瑞典實現《巴黎協定》目標起到至關重要的作用。同時,該項目可有效提升瑞典鋼鐵工業(yè)整體競爭力,并有助于綠色能源體系的建立。
實現環(huán)境可持續(xù)性是下一步鋼鐵工業(yè)轉型的主要目標。
對于正處于轉型升級關鍵階段的鋼鐵工業(yè)來說,提高能源利用效率、采用低碳生產流程、最大程度地實現能源回收利用是當前及未來一段時間的重中之重。
很多人認為,鋼鐵工業(yè)難以應對大規(guī)模轉型帶來的挑戰(zhàn)。這主要是由于鋼鐵工業(yè)屬于能源和資本密集型行業(yè),進入壁壘較高,技術創(chuàng)新既危險又昂貴。鋼鐵工業(yè)用平爐煉鋼技術進行鋼鐵生產的時間長達50年,直到20世紀50年代,由奧地利人開發(fā)的堿性氧氣轉爐投入市場,才促使鋼鐵工業(yè)向生產效率更高、利潤更豐厚的生產方式轉型。如今,鋼鐵工業(yè)正處于另一次技術轉型的關鍵時期。這一次轉型不僅要提高生產能力和盈利能力,而且要滿足環(huán)境的可持續(xù)性的需要。
“氫氣煉鋼”是鋼鐵工業(yè)當前已知的最佳減排技術,業(yè)內一位專家表示:“除了通過基于氫氣的直接還原技術和碳捕獲與封存技術實現減排以外,關于減少鋼鐵生產過程中的二氧化碳排放,當前沒有更多的方式。預計到2045年~2050年,鋼鐵生產仍將以鐵礦石為主要原材料。因此,我們需要研發(fā)出一種可以實現大規(guī)模減排的技術。目前來看,通過基于
氫氣的直接還原技術實現減排或許是鋼鐵工業(yè)已知的最佳方案,而碳捕獲與封存技術屬于末端解決方案,并沒有從根源上解決問題。通過將廢鋼作為鋼鐵生產原材料來實現減排則面臨著廢鋼供給不足、用廢鋼生產出的鋼材質量不夠高等問題。此外,以天然氣作為還原劑進行鋼鐵生產在減排方面有局限,且天然氣的獲取在政治上存在著一定的復雜性。”
盡管基于
氫氣的直接還原技術是當前鋼鐵工業(yè)減少二氧化碳排放潛力最大的一項技術,但是,向這種生產方式轉變的路徑既不容易,也不明晰。