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“氫氣煉鋼”未來鋼鐵行業(yè)的發(fā)展方向

文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2018-10-29 15:03:00【

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(chǎn)模式轉(zhuǎn)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(tuán)(LKAB)聯(lián)合創(chuàng)立的非化石能源鋼鐵項(xiàng)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(xiàng)目提供的資助資金主要涵蓋兩個(gè)子項(xiàng)目。一是利用氫氣直接還原進(jìn)行鋼鐵生產(chǎn)初步研究項(xiàng)目。該研究項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)出一種以純氫氣為球團(tuán)礦生產(chǎn)海綿鐵的還原劑的技術(shù)(圖1是傳統(tǒng)高爐工藝和HYBRIT工藝的比較)。二是球團(tuán)、燒結(jié)工藝的非化石能源加熱初步研究項(xiàng)目。該研究項(xiàng)目有著雙重目標(biāo),即在減少現(xiàn)有球團(tuán)廠的溫室氣體排放的同時(shí),設(shè)計(jì)出一種全新的造塊工藝。
 
HYBRIT項(xiàng)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(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)起到至關(guān)重要的作用。同時(shí),該項(xiàng)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(shí)現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性是下一步鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要目標(biāo)。
 
對于正處于轉(zhuǎn)型升級關(guān)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(chǎn)流程、最大程度地實(shí)現(xiàn)能源回收利用是當(dāng)前及未來一段時(shí)間的重中之重。
 
很多人認(rèn)為,鋼鐵工業(yè)難以應(yīng)對大規(guī)模轉(zhuǎn)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(jìn)入壁壘較高,技術(shù)創(chuàng)新既危險(xiǎn)又昂貴。鋼鐵工業(yè)用平爐煉鋼技術(shù)進(jìn)行鋼鐵生產(chǎn)的時(shí)間長達(dá)50年,直到20世紀(jì)50年代,由奧地利人開發(fā)的堿性氧氣轉(zhuǎn)爐投入市場,才促使鋼鐵工業(yè)向生產(chǎn)效率更高、利潤更豐厚的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)型。如今,鋼鐵工業(yè)正處于另一次技術(shù)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期。這一次轉(zhuǎn)型不僅要提高生產(chǎn)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(dāng)前已知的最佳減排技術(shù),業(yè)內(nèi)一位專家表示:“除了通過基于氫氣的直接還原技術(shù)和碳捕獲與封存技術(shù)實(shí)現(xiàn)減排以外,關(guān)于減少鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放,當(dāng)前沒有更多的方式。預(yù)計(jì)到2045年~2050年,鋼鐵生產(chǎn)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(shí)現(xiàn)大規(guī)模減排的技術(shù)。目前來看,通過基于氫氣的直接還原技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(shù)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(chǎn)原材料來實(shí)現(xiàn)減排則面臨著廢鋼供給不足、用廢鋼生產(chǎn)出的鋼材質(zhì)量不夠高等問題。此外,以天然氣作為還原劑進(jìn)行鋼鐵生產(chǎn)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(fù)雜性。”
 
盡管基于氫氣的直接還原技術(shù)是當(dāng)前鋼鐵工業(yè)減少二氧化碳排放潛力最大的一項(xiàng)技術(shù),但是,向這種生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變的路徑既不容易,也不明晰。
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