走向“氢气炼钢”的未来——聚焦瑞典钢铁工业生产工艺转型试验

SSAB、Vattenfall、LKAB将在瑞典吕勒奥建设一座HYBRIT项目的中试工厂，进行一系列非化石能源钢铁生产试验。该厂将主要采用氢气替代煤炭作为还原剂，副产物是水，而非二氧化碳。该厂计划于2020年之前建成，目前已经完成了奠基仪式。HYBRIT项目的中试阶段预计将花费14亿瑞典克朗（约合1.53亿美元），用于建设中试工厂和进行后期的科学研究。瑞典能源署提供的5.28亿瑞典克朗资金支持约占总支出的37%，其余63%（约8.7亿瑞典克朗，约合9559万美元）由SSAB、LKAB和Vattenfall共同出资。

中试工厂的试验对于证实小规模实验室的结论是非常必要的，因为其更接近于未来的工业化生产流程。借助中试工厂，可以更为清晰地理解交互联系的工业体系中出现的各类状况，并通过进一步的优化改进实现高效清洁生产。

要实现非化石能源钢铁生产，应建设能效更高的新型球团厂，这也是LKAB接下来的主要任务之一，即开发无碳直接还原球团矿。SSAB的目标是在2045年之前实现非化石能源炼钢；Vattenfall则将借助非化石能源产生的电力大量生产氢气，从而显著减少温室气体的排放。

从2024年开始，HYBRIT项目将从中试阶段转向实证阶段，计划实证阶段将为2025年~2035年。在这一阶段，HYBRIT项目将进行小规模的工业生产，并在2035年之前完成非化石能源钢铁生产工艺的研发工作。

“氢气炼钢”是钢铁工业当前已知的最佳减排技术

“氢气炼钢”是钢铁工业当前已知的最佳减排技术。业内一位专家表示：“除了通过基于氢气的直接还原技术和碳捕获与封存技术实现减排以外，关于减少钢铁生产过程中的二氧化碳排放，当前没有更多的方式。预计到2045年~2050年，钢铁生产仍将以铁矿石为主要原材料。因此，我们需要研发出一种可以实现大规模减排的技术。目前来看，通过基于氢气的直接还原技术实现减排或许是钢铁工业已知的最佳方案，而碳捕获与封存技术属于末端解决方案，并没有从根源上解决问题。通过将废钢作为钢铁生产原材料来实现减排则面临着废钢供给不足、用废钢生产出的钢材质量不够高等问题。此外，以天然气作为还原剂进行钢铁生产在减排方面有局限，且天然气的获取在政治上存在着一定的复杂性。”

尽管基于氢气的直接还原技术是当前钢铁工业减少二氧化碳排放潜力最大的一项技术，但是，向这种生产方式转变的路径既不容易，也不明晰。

该专家表示，这项技术的研发所需的投资成本将非常高。同时，这种减排技术需要耗费大量的电力。此外，钢铁工业还将面临须建造大量储存和供应氢气的基础设施等问题。（2018-10-13范莎 张鹰 搜狐）