歐盟實施鋼鐵生產二氧化碳減排計劃

近期,歐盟鋼鐵企業已經啟動了三大全新的研究計劃,旨在開發減少煉鋼工藝的二氧化碳排放,來自能源和其它行業的項目合作伙伴也參與了這些項目,合作開發新技術,以減少鋼鐵工業對全球變暖的影響。

奧地利:生產綠色氫氣的項目

為了生產綠色氫氣,歐盟“地平線2020”(Horizon 2020)項目已經投入了1200萬歐元用于實施“H2Future”項目。利用質子交換膜(PEM)技術在電解槽中生產工業和電力存儲專用的綠色氫氣,項目總預算約1800萬歐元,周期4.5年。

該項目的合作方包括奧鋼聯、西門子、奧地利電力聯盟(Verbund)、奧地利電網公司(APG)等研究機構。項目團隊正在建設一個中試設備,即全球最大的電解廠用于生產綠色氫氣。該廠將建在奧地利林茨市的奧鋼聯公司,生產的綠色氫氣將直接投入內部廢氣網絡,從而在鋼鐵生產的不同工序檢驗氫氣的使用效果。

近十年,奧鋼聯集團已經在奧地利國內運行的環保設備投入了22億歐元左右。奧鋼聯集團負責人表示,為了迎接氣候和環保的未來挑戰,奧鋼聯致力于鋼鐵生產工序的逐步脫碳化研究。未來20年間,該集團將通過采用技術手段在鋼鐵生產中用替代能源取代煤炭。
歐盟燃料電池與氫聯合行動計劃項目(FCHJU)支持歐洲燃料電池和氫能源技術的研發和實證活動,其目標是加快這些技術的市場引進步伐,在低碳系統上充分發揮技術潛力。燃料電池作為一種高效轉換技術,氫氣作為清潔能源載體,在二氧化碳減排方面潛力巨大,可以減少對碳氫化合物的依賴,有助于經濟發展,FCHJU的最終目標是通過各行業的共同努力為歐洲帶來益處。

德國:“Carbon2Chem”研究項目

“Carbon2Chem”是由德國蒂森克虜伯公司所發起的一項10年的合作研究項目,旨在將鋼鐵工廠的廢氣轉化為化工產品原材料,這些廢氣中的溫室氣體二氧化碳將不再排放至大氣中?!癈arbon2Chem”的特點是包含廣泛的、跨行業合作,共有16家來自不同行業的基礎及應用研究機構作為合作方參與這一項目,將為鋼鐵生產、發電和化工生產構建一種全新的網絡。由德國聯邦教研部(BMBF)提供6000萬歐元以上的資助。

就目前而言,鋼鐵工序產生的廢氣主要用于發電站發電,以及為其它行業的生產工序供熱。然而這些包括二氧化碳在內的廢氣也可作為原材料?!癈arbon2Chem”項目的研究目標就是將鋼鐵廠廢氣轉化為化工產品,這也意味著溫室氣體二氧化碳今后也許不再會直接向大氣排放?;どa工序所需的熱量將來自可再生能源產生的電力,但在此項技術正式達到工業規模應用之前,至少需要10年的時間。

使用鋼鐵廠廢氣所需的基礎化工工藝和技術已經廣為人知,鋼鐵廠產生的廢氣是轉化為氨氣這類肥料的初始原料,盡管不具備成本效益,但在技術上完全可行。該工序也可以回收鋼鐵廠廢氣中的部分二氧化碳,或者利用廢氣生成甲醇,這種工序可以回收幾乎全部的二氧化碳。

然而,可再生能源的波動仍是一項挑戰,這就需要化學轉化工序所需的催化劑來應對這些劇烈的波動。在這一領域還需要做更多的研究工作,還需要開發出生產氫氣的高效、低成本方法。鋼鐵廠廢氣的洗滌和制備也是另一個需要進一步研究的領域。

位于杜伊斯堡的蒂森克虜伯公司于去年11月建立了一個技術中心,該公司認為,“Carbon2Chem”項目是未來鋼鐵生產必須邁出的一步,如果該項目成功,將會顯著減少鋼鐵生產過程中的二氧化碳排放,與此同時,“Carbon2Chem”項目將為鋼鐵生產奠定全新的、可持續的發展路徑。

“Carbon2Chem”工藝將在中試工廠進行測試,蒂森綜合性成套設備可將基礎研究成果轉化為工業規模,該技術中心計劃于明年春天落成。

瑞典:“無二氧化碳鋼鐵工業”計劃

在瑞典,鋼鐵企業SSAB、聯合礦業公司LKAB和能源公司Vattenfall,于去年春天發起了一項“無二氧化碳鋼鐵工業”計劃,旨在解決瑞典鋼鐵工業二氧化碳排放問題。項目目標是構想一種工序,采用氫氣替代高爐用的燃煤和焦炭,最終生成水而不是二氧化碳,具體研究內容包括:無化石燃料的球團生產工藝、以氫氣為原料的直接還原工藝、在電爐中采用海綿鐵、為氫氣生產和儲存提供電源。

該計劃分為三個階段:首先是至今年底的可行性研究,隨后是2024年的中試工廠研究和測試,最后一步是,2035年進行示范工廠的測試。

瑞典非常適于發展具有專業的創新型鋼鐵工業,具備無化石燃料的電力以及歐洲最高品質的鐵礦石。但是,為了完成這一項目,需要瑞典政府、研究機構和高校在全國范圍內開展廣泛合作,周期為20-25年。

SSAB、LKAB和Vattenfall的這一計劃已經獲得了瑞典能源局的額外支持,在今年2月份,該局通過一項決議,將為這項研究項目提供10200萬瑞典克朗(約合1050萬歐元)的資助,與此同時,三家企業決定成立一家合資企業,加快推進這一計劃的實施。

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