氫能煉鋼:技術、經驗與前景
文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2023-03-16 09:47:00【大
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氫冶金:可以實現二氧化碳的“零排放”。傳統的高爐鐵生產通過焦炭燃燒提供還原反應所需的熱量,并產生還原劑一氧化碳(CO),該還原劑還原鐵礦石以生產鐵,并產生大量的二氧化碳氣體(CO2)。氫能鋼鐵制造使用氫氣(H2)代替一氧化碳作為還原劑,其還原產物為水(H2O),沒有二氧化碳排放,因此鋼鐵制造過程是綠色無污染的。
國外使用案例:應用較早,電解水法主要用于氫氣處理,因此大多與上游電力公司合作控制用電成本。目前最成功的項目包括瑞典鋼鐵HYBRIT項目、薩爾茨吉特SALCOS項目和奧地利鋼鐵協會H2FUTURE項目。HYBRIT項目的工藝成本比傳統工藝高出20%~30%。
國內使用案例。2020年,鶴崗集團和卡斯特雷薩將聯合建設一個120w噸氫冶金示范項目,該項目將使每噸鋼材的二氧化碳排放量降至125千克,預計將于2021年底投入運營。2019年,中國寶武與中國核電集團、清華大學簽署合作協議,開發“核制氫”技術。與此同時,酒泉鋼鐵集團還成立了氫冶金研究所,積極探索“碳基氫冶金理論”。
困境:制氫成本高,儲氫技術難以突破。目前,市場上常見的制氫方法包括電解水、水煤氣和其他方法。根據中國目前的氫能市場價格(每噸約6萬元人民幣或7800歐元),氫能煉鐵的成本至少是傳統高爐冶煉工藝的五倍。與此同時,氫的高密度儲存一直是一個世界級的問題。
在碳中和的背景下,氫鋼生產具有廣闊的前景。中國政府承諾到2030年碳排放達到峰值,到2060年達到碳中和的。因此,減少二氧化碳排放將成為長期經濟發展的背景。考慮到未來環保成本的上升,我們相信氫能鋼鐵生產的環境效益將覆蓋其更高的成本,使企業能夠從中受益;在碳中和的背景下,預計之前在該領域投資的鋼鐵公司將從中獲得顯著的經濟效益。