鋼鐵工業節能減排面臨四大挑戰

2018-07-03 15:48:40來源：作者：

6月11日，安賽樂米塔爾與朗澤LanzaTech公司啟動了一項投資額達1.5億歐元的項目。該項目投入應用后，可將高爐中的含碳氣體轉化為生物乙醇。如果該項目取得成功，將徹底改變高爐碳捕捉技術，并為運輸環節的“脫碳”提供支持。

近期，兩個用氫代替碳作為還原劑的環保項目啟動，分別是由瑞典鋼鐵公司發起的HYBRIT項目和由奧鋼聯發起的H2FUTURE項目。

雖然這些環保新項目為鋼鐵工業應對氣候變化提供了思路，極大地賦予了我們實現綠色發展的信心，但世界鋼鐵協會行業提效部部長Henk Reimink日前表示，鋼鐵工業還要繼續大力降低能耗和污染物排放強度，并指出了鋼鐵工業節能減排所面臨的四大挑戰。

鋼鐵工業節能減排面臨四大挑戰

當前，鋼鐵工業普遍通過提高節能環保技術、管理水平來滿足日益嚴格的環保法規要求。但由于鐵礦石轉化成金屬鐵需要以碳作為還原劑，同時需要大量能量以滿足發生反應所需的溫度要求，因此，如何減少二氧化碳排放量仍是困擾大多數鋼鐵企業的難題。

Henk Reimink指出，目前鋼鐵工業節能減排主要面臨以下4個方面的挑戰：

一是如何在確保煉鐵工藝所使用原材料（鐵礦石、煉焦煤）質量水平不變的前提下，最大限度地減少其使用量，并實現資源效率最大化。

二是如何降低煉鋼過程所需能源的強度，以減少二氧化碳排放。對此，Henk Reimink解釋道，多家鋼鐵企業實踐證明，雖然影響能源強度的因素較多，但這些因素都是可控的。

三是如何實現工業4.0，盡快將智能制造應用于能源密集型工藝。Henk Reimink指出，研究表明，智能控制系統可以通過降低變量的方式，減少能源使用，并使工藝運行得更加穩定、高效。

四是如何加快開發突破性技術。Henk Reimink表示，經過多年的發展，目前，全球鋼鐵工業已經在研發節能環保突破性技術、尋找環保解決方案上取得了一定成績，主要包括歐洲的超低二氧化碳排放煉鋼工藝（ULCOS）和在ULCOS基礎上開發的熔融還原工藝（HIsarna），以及日本的創新煉鐵工藝技術開發項目（COURSE50）等。此外，各國鋼企之間在環保領域的深入合作也得到了進一步加強，比如韓國浦項制鐵、中國臺灣“中鋼”和中國寶武鋼鐵集團合作投資的節能環保項目。但Henk Reimink認為，鋼鐵行業仍需要加快開發突破性技術。

節能環保突破性技術需政府和行業支持

對于用氫取代碳作還原劑，Henk Reimink指出，采用這種工藝，不僅生產成本較高，而且需要更多的能源用于產生熱量和生成氫氣。這就要求產生熱量和生成氫氣的過程必須是無碳的，只有這樣才能有效降低煉鋼過程中二氧化碳的排放強度。

這時候，CCS（二氧化碳捕獲和封存）技術、CCU（二氧化碳捕集和利用）技術就派上了用場。盡管CCS、CCU技術為二氧化碳減排提供了重要路徑，但出于成本的考慮，同時由于二氧化碳的儲存對地理位置、壓強等條件要求嚴苛，且在運輸上需要建設管道等配套設施，目前投資這項技術的企業屈指可數。根據麻省理工大學發表的研究報告，每捕捉1噸二氧化碳并將其加壓處理為超臨界流體，需要花費25美元，將1噸二氧化碳運送至填埋點需要花費5美元，而1噸二氧化碳價格約為23美元。因此，每捕捉1噸二氧化碳將虧損7美元。

盡管如此，仍有一些先進企業在著手推進這件事。比如此前提到的安賽樂米塔爾與LanzaTech公司聯合啟動的微生物氣體轉化項目。

據了解，該技術由LanzaTech公司首創，使用以一氧化碳為原料的微生物來生產生物乙醇，其產生的生物乙醇將被用于燃料運輸或塑料生產。該技術不僅能大大增強安賽樂米塔爾的CCS、CCU能力，而且能增強鋼鐵工業在循環經濟中所起到的作用。

《中國冶金報》記者了解到，該技術可實現碳的大規模重復使用。微生物氣體轉化項目預計將于2020年中期投產，投產后生物乙醇年產量預計將達到約8000萬升，相當于減少了10萬輛電動汽車上路的二氧化碳排放量。據悉，安賽樂米塔爾有擴大該項目規模的意向。

深入推進鋼鐵工業節能環保突破性技術的研究和開發，并實現規模化推廣和應用，需要大量的資金作為支撐。Henk Reimink指出，整個鋼鐵行業應共同發力，在技術和工藝研發方面加大力度；同時，政府也應給予幫助，特別是在跨境合作上提供支持。

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