近期,瑞典钢铁公司(SSAB)、瑞典大瀑布电力公司(Vatt enf al l)和瑞典矿业公司LKAB联合创立的非化石能源钢铁项目HYBRIT得到了瑞典能源署5.28亿瑞典克朗的资金支持。HYBRIT项目有望减少瑞典二氧化碳排放总量的10%,芬兰二氧化碳排放总量的7%。在瑞典国内,这一减排量对于该国达成巴黎气候协定目标有着至关重要的作用。
瑞典能源署提供的资金支持用于在瑞典吕勒奥兴建一座HYBRIT项目的中试工厂,该厂计划在2020年之前落成,目前已经完成了奠基仪式。在中试工厂内将进行一系列的非化石能源钢铁生产试
验,主要采用氢气替代煤炭作为还原剂,副产物是水而不是二氧化碳。HYBRIT项目的中试阶段预计将花费14亿瑞典克朗,包括建设中试工厂和后期的科学研究。瑞典能源署5.28亿瑞典克朗的资金支持占总支出的约37%,其余63%(8.3亿瑞典克朗)由项目牵头方SSAB、LKAB和Vattenf al l三
家企业出资。中试工厂的建设意味着HYBRIT项目进入第二阶段。
中试工厂的试验对于证实小规模实验室的结论是非常必要的,因为其规模更大,而且更接近未来的工业化生产流程。借助中试工厂可以更为清晰地理解交互联系的工业体系中出现的各类状况,通过优化改进实现高效生产。由此可见,这是实现非化石能源钢铁生产目标以及产生环保效益的关键一步。瑞典能源署在HYBRIT项目方面的鼎力资助有望助推向非化石能源工业和可持续生活方式转变,逐步提升瑞典钢铁工业的整体竞争力,并致力于建立起一种独特的、绿色的能源体系。
非化石能源钢铁生产首先由采矿开始,寻求建设高能效的新型球团厂,而LKAB在HYBRIT项目中的任务和贡献便是开发无碳直接还原球团。此外,SSAB的目标是在2045年之前实现非化石能源炼钢,这一技术挑战有助于应对气候问题;Vattenf al l希望借助非化石能源电力大量生产氢气,显著减少温室气体的排放。
瑞典能源署向HYBRIT项目资助的5.28亿瑞典克朗涵盖了两个子项目:
项目一:氢气直接还原进行钢铁生产的初步研究。
采用氢气直接还原球团矿,以及用于含铁原料在电炉中的熔化和冶炼。这些研究的目标是开发一种全新的技术,采用纯氢气作为球团矿生产海绵铁的还原剂(图1是高炉路线和HYBRIT路线的比较),这既是HYBRIT项目的核心概念,也是需要研究的核心阶段。
项目二:非化石能源球团加热的初步研究 。
研究球团烧结的非化石能源加热技术,该研究的双重目标是减少现有球团厂的温室气体排放,同时设计一种全新的造块工艺。
自2016年春季立项开始,HYBRIT项目已经开展了两项可行性研究。瑞典能源署资助的另一项目也于2017年正式启动,该项目通过工业、学术界和研究机构的大规模合作,确定是否能在“能源-矿石-铁-钢”这一价值链上采用非化石能源。
瑞典能源署已经预先提供了6000万瑞典克朗用于资助HYBRIT项目的初步研究和科研项目,后期还将提供1000万瑞典克朗,合计相当于2018年6月开建的中试工厂规划和设计成本的一半。
到2024年,HYBRIT项目将从中试阶段转向实证阶段(计划从2025-2035年),这一阶段等同于小规模的工业生产,目标就是在2035年之前创建非化石能源的钢铁生产工艺。 (罗晔)