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氢冶金引领钢铁业脱碳和实现碳中和
信息来源:世界金属导报2020-10-27F01      时间:2020-11-17 12:42:26


10月13日,安赛乐米塔尔欧洲公司公布了二氧化碳减排技术战略的相关细节,提出2020年将向客户提供第一批3万吨“绿色钢铁”,2021年提供12万吨,2022年提供60万吨,到2030年实现减排二氧化碳30%的目标,到2050年实现碳中和。

在钢铁业碳减排方面,安赛乐米塔尔公司认为,氢气具有巨大的潜力,但考虑到高昂的过渡成本,也要为传统的工艺路线找到解决方案。而这些工艺路线基本上遵循了生物质能,碳捕集、利用与封存技术。在IPCC和IEA的相关报告中也强调了这一点,这对于到2050年实现零碳排放是至关重要的。而且这条路线不仅有潜力提供碳中性的钢,而且还能生产其他产品,帮助化学工业以碳中性的方式制造塑料。

安赛乐米塔尔欧洲公司此次介绍的技术路线与今年6月份公布的第一份气候行动报告中的内容一致,提出以氢为核心的碳减排战略主要依靠两条技术路线展开,一是在高炉(BF)和电弧炉(EAF)工艺中利用氢气;二是扩大智能碳路线,同时利用氢。

氢在该公司的脱碳战略中起到核心作用。安赛乐米塔尔欧洲公司正在开发一系列工业规模的生产氢气的项目以用于高炉生产流程。这有望在未来五年内大幅度减少二氧化碳排放,而且对用氢直接还原铁矿石也在进行工业规模试验,来验证氢将铁矿石还原成直接还原铁(DRI)的能力。

要想最终达到零碳排放,使用的氢应是绿色的,即通过可再生电力电解水获得。为此,安赛乐米塔尔欧洲公司正在开发利用电解槽生产绿氢的新设施。相关团队正在位于德国不莱梅的工厂进行首次大规模试验,目标是为高炉路线和DRI-EAF路线提供绿氢。此前,这一新技术只在欧洲的小型试验厂进行过试验。

基于氢的炼铁工艺研发项目

氢气和高炉

该公司在德国不莱梅的项目是通过电解槽生产氢气,并将大量氢气吹入高炉风口。该项目将减少高炉炼铁过程中所需的煤炭量,从而减少二氧化碳排放。

在法国的敦刻尔克,该公司正在开发将钢铁生产过程中产生的副产煤气转化成合成气体吹入高炉的工艺。这包括向高炉中喷吹DRI副产气体的技术,以及向高炉风口喷吹合成气体的技术。这是BF/DRI混合技术的第一个大规模试验。用合成气体取代化石燃料将大幅降低二氧化碳排放。当绿氢可以大规模获得的时候,将向高炉吹入绿氢。

安赛乐米塔尔欧洲公司将在其几乎所有的板材生产基地采用该技术,将不同来源的气体,例如富氢的焦炉煤气吹入高炉。这是一种高效、经济的方法,可以减少钢铁生产过程中的二氧化碳排放。安赛乐米塔尔阿斯图里亚斯厂拥有先进的焦炉煤气项目,向高炉中吹入灰氢,即从天然气和焦炉煤气中回收的氢。该项目将于2021年初启动。

氢气和DRI-EAF

安赛乐米塔尔欧洲公司在汉堡厂拥有欧洲唯一的DRI-EAF设施,计划在那里进行氢还原铁矿石生产DRI的工业规模试验,以及对电弧炉炼钢流程使用无碳DRI进行试验。

另外,该公司在敦刻尔克厂已启动一项研究项目,建造一座大型DRI厂,并配备EAF。该公司最初考虑对DRI装置使用天然气,但考虑到自身在DRI生产方面的独特经验,以及汉堡厂在DRI-氢项目的试验结果,目前在考虑将完全使用氢。

智能碳和氢气

智能碳路线是围绕高炉工艺进行的,利用生物质或钢铁生产过程中的含碳废气,达到碳的循环利用,同时利用碳捕集与利用(CCU)和碳捕集与封存(CCS)技术。安赛乐米塔尔认为,要在2050年达到净零碳排放,智能碳技术具有巨大的潜力。

安赛乐米塔尔欧洲公司正在计划对智能碳技术路线的项目进行更大规模的试验。除在比利时的安赛乐米塔尔根特厂正在建设的一座名为Carbal yst项目的试验装置之外,还正在与Lanzatech合作,研究在法国的福斯厂建造第二座更大规模的Carbal yst装置。该项目包括从高炉煤气中捕获碳,并将进行生物转化为乙醇,作为生物燃料或循环碳原料用于化学工业。

这些碳减排项目有望使安赛乐米塔尔欧洲公司今年向客户提供绿色钢材,首批3万吨。据介绍,该公司推出的这些脱碳项目所减少的二氧化碳排放量已被量化,其中二氧化碳排放量是与2018年的基准进行比较。

创新基金

为了给这些项目提供资金支持,安赛乐米塔尔欧洲公司正在准备向欧盟委员会创新基金提交资金申请。该基金旨在支持欧盟的低碳投资,这是低碳项目的融资渠道之一。

基于欧洲公司提出到2030年减排30%,到2050年实现碳中和的目标,9月30日,安赛乐米塔尔集团也宣布,到2050年整个集团范围实现碳中和的目标。据悉,该公司还将于今年底发布第二份气候行动报告,对在2050年实现碳中和进行详细规划。在其此前发布的气候行动报告中,主要涉及三个领域,分别是清洁电力、循环碳和碳捕集与封存。

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