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鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排面臨四大挑戰(zhàn)

 6月11日，安賽樂(lè)米塔爾與朗澤LanzaTech公司啟動(dòng)了一項(xiàng)投資額達(dá)1.5億歐元的項(xiàng)目。該項(xiàng)目投入應(yīng)用后，可將高爐中的含碳?xì)怏w轉(zhuǎn)化為生物乙醇。如果該項(xiàng)目取得成功，將徹底改變高爐碳捕捉技術(shù)，并為運(yùn)輸環(huán)節(jié)的“脫碳”提供支持。

近期，兩個(gè)用氫代替碳作為還原劑的環(huán)保項(xiàng)目啟動(dòng)，分別是由瑞典鋼鐵公司發(fā)起的HYBRIT項(xiàng)目和由奧鋼聯(lián)發(fā)起的H2FUTURE項(xiàng)目。

雖然這些環(huán)保新項(xiàng)目為鋼鐵工業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化提供了思路，極大地賦予了我們實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的信心，但世界鋼鐵協(xié)會(huì)行業(yè)提效部部長(zhǎng)Henk Reimink日前表示，鋼鐵工業(yè)還要繼續(xù)大力降低能耗和污染物排放強(qiáng)度，并指出了鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排所面臨的四大挑戰(zhàn)。

鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排面臨四大挑戰(zhàn)

當(dāng)前，鋼鐵工業(yè)普遍通過(guò)提高節(jié)能環(huán)保技術(shù)、管理水平來(lái)滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求。但由于鐵礦石轉(zhuǎn)化成金屬鐵需要以碳作為還原劑，同時(shí)需要大量能量以滿足發(fā)生反應(yīng)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(shù)鋼鐵企業(yè)的難題。

Henk Reimink指出，目前鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排主要面臨以下4個(gè)方面的挑戰(zhàn)：

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

二是如何降低煉鋼過(guò)程所需能源的強(qiáng)度，以減少二氧化碳排放。對(duì)此，Henk Reimink解釋道，多家鋼鐵企業(yè)實(shí)踐證明，雖然影響能源強(qiáng)度的因素較多，但這些因素都是可控的。

三是如何實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，盡快將智能制造應(yīng)用于能源密集型工藝。Henk Reimink指出，研究表明，智能控制系統(tǒng)可以通過(guò)降低變量的方式，減少能源使用，并使工藝運(yùn)行得更加穩(wěn)定、高效。

四是如何加快開(kāi)發(fā)突破性技術(shù)。Henk Reimink表示，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前，全球鋼鐵工業(yè)已經(jīng)在研發(fā)節(jié)能環(huán)保突破性技術(shù)、尋找環(huán)保解決方案上取得了一定成績(jī)，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(chǔ)上開(kāi)發(fā)的熔融還原工藝（HIsarna），以及日本的創(chuàng)新煉鐵工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（COURSE50）等。此外，各國(guó)鋼企之間在環(huán)保領(lǐng)域的深入合作也得到了進(jìn)一步加強(qiáng)，比如韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵、中國(guó)臺(tái)灣“中鋼”和中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)合作投資的節(jié)能環(huán)保項(xiàng)目。但Henk Reimink認(rèn)為，鋼鐵行業(yè)仍需要加快開(kāi)發(fā)突破性技術(shù)。

節(jié)能環(huán)保突破性技術(shù)需政府和行業(yè)支持

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

這時(shí)候，CCS（二氧化碳捕獲和封存）技術(shù)、CCU（二氧化碳捕集和利用）技術(shù)就派上了用場(chǎng)。盡管CCS、CCU技術(shù)為二氧化碳減排提供了重要路徑，但出于成本的考慮，同時(shí)由于二氧化碳的儲(chǔ)存對(duì)地理位置、壓強(qiáng)等條件要求嚴(yán)苛，且在運(yùn)輸上需要建設(shè)管道等配套設(shè)施，目前投資這項(xiàng)技術(shù)的企業(yè)屈指可數(shù)。根據(jù)麻省理工大學(xué)發(fā)表的研究報(bào)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(fèi)25美元，將1噸二氧化碳運(yùn)送至填埋點(diǎn)需要花費(fèi)5美元，而1噸二氧化碳價(jià)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(jìn)企業(yè)在著手推進(jìn)這件事。比如此前提到的安賽樂(lè)米塔爾與LanzaTech公司聯(lián)合啟動(dòng)的微生物氣體轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。

據(jù)了解，該技術(shù)由LanzaTech公司首創(chuàng)，使用以一氧化碳為原料的微生物來(lái)生產(chǎn)生物乙醇，其產(chǎn)生的生物乙醇將被用于燃料運(yùn)輸或塑料生產(chǎn)。該技術(shù)不僅能大大增強(qiáng)安賽樂(lè)米塔爾的CCS、CCU能力，而且能增強(qiáng)鋼鐵工業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中所起到的作用。

《中國(guó)冶金報(bào)》記者了解到，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)碳的大規(guī)模重復(fù)使用。微生物氣體轉(zhuǎn)化項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于2020年中期投產(chǎn)，投產(chǎn)后生物乙醇年產(chǎn)量預(yù)計(jì)將達(dá)到約8000萬(wàn)升，相當(dāng)于減少了10萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)上路的二氧化碳排放量。據(jù)悉，安賽樂(lè)米塔爾有擴(kuò)大該項(xiàng)目規(guī)模的意向。

深入推進(jìn)鋼鐵工業(yè)節(jié)能環(huán)保突破性技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化推廣和應(yīng)用，需要大量的資金作為支撐。Henk Reimink指出，整個(gè)鋼鐵行業(yè)應(yīng)共同發(fā)力，在技術(shù)和工藝研發(fā)方面加大力度；同時(shí)，政府也應(yīng)給予幫助，特別是在跨境合作上提供支持。

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