瑞典鋼鐵HYBRIT項(xiàng)目
2016年，瑞典鋼鐵公司（SSAB）、瑞典大瀑布電力公司（Vattenfall）、瑞典礦業(yè)集團(tuán)（LKAB）聯(lián)合成立了HYBRIT項(xiàng)目。按照HYBRIT項(xiàng)目計(jì)劃，2016年~2023年為項(xiàng)目預(yù)研階段，主要工作內(nèi)容包括評估非化石能源冶煉的潛力，以及二氧化碳的捕集、存儲和利用等。該項(xiàng)目的中試研究階段為2021年~2024年，示范運(yùn)行階段為2025年~2035年。在為期10年的示范運(yùn)行階段主要進(jìn)行運(yùn)行測試，以確保到2035年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。
HYBRIT項(xiàng)目的工藝流程基本思路是：在高爐生產(chǎn)過程中用氫氣取代傳統(tǒng)工藝的煤和焦炭（氫氣由清潔能源發(fā)電產(chǎn)生的電力電解水產(chǎn)生），氫氣在較低的溫度下對球團(tuán)礦進(jìn)行直接還原，產(chǎn)生海綿鐵（直接還原鐵），并從爐頂排出水蒸氣和多余的氫氣，水蒸氣在冷凝和洗滌后實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。
薩爾茨吉特SALCOS項(xiàng)目
2024年4月份，在漢諾威工業(yè)博覽會上，德國薩爾茨吉特鋼鐵公司（以下簡稱薩爾茨吉特）與特諾恩公司（Tenova，一家為金屬上下游行業(yè)提供節(jié)能降耗技術(shù)解決方案的公司）簽署了一份諒解備忘錄，旨在繼續(xù)推進(jìn)以氫氣為還原劑煉鐵，從而減少二氧化碳排放的SALCOS項(xiàng)目。 SALCOS項(xiàng)目旨在對原有的高爐-轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝路線進(jìn)行逐步改造，把以高爐為基礎(chǔ)的碳密集型煉鋼工藝逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯舆€原煉鐵-電弧爐工藝路線，同時實(shí)現(xiàn)富余氫氣的多用途利用。 薩爾茨吉特于2016年4月份正式啟動了GrInHy1.0（Green Industrial Hydrogen，綠色工業(yè)制氫）項(xiàng)目，采用可逆式固體氧化物電解工藝生產(chǎn)氫氣和氧氣，并將多余的氫氣儲存起來。當(dāng)風(fēng)能（或其他可再生能源）波動時，電解槽轉(zhuǎn)變成燃料電池，向電網(wǎng)供電，平衡電力需求。2023年5月份，該系統(tǒng)安裝了1500組固體氧化物電解槽，于2021年1月份完成了系統(tǒng)工業(yè)化環(huán)境運(yùn)行，2024年1月份完成了連續(xù)2000個小時的系統(tǒng)測試。今年2月份，GrInHy1.0項(xiàng)目完成。 2024年1月份，薩爾茨吉特開展了GrInHy2.0項(xiàng)目。GrInHy2.0項(xiàng)目的顯著特點(diǎn)是通過鋼企產(chǎn)生的余熱資源生產(chǎn)水蒸氣，用水蒸氣與綠色再生能源發(fā)電，然后采用高溫電解水法生產(chǎn)氫氣。氫氣既可用于直接還原鐵生產(chǎn)，也可用于鋼鐵生產(chǎn)的后道工序，如作為冷軋退火的還原氣體。 奧鋼聯(lián)H2FUTURE項(xiàng)目 2023年初，由奧鋼聯(lián)發(fā)起的H2FUTURE項(xiàng)目旨在通過研發(fā)突破性的氫氣替代焦炭冶煉技術(shù)，降低鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放，最終目標(biāo)是到2050年減少80%的二氧化碳排放。 H2FUTURE項(xiàng)目的成員單位包括奧鋼聯(lián)、西門子、Verbund（奧地利領(lǐng)先的電力供應(yīng)商，也是歐洲最大的水力發(fā)電商）公司、奧地利電網(wǎng)（APG）公司、奧地利K1-MET（冶金能力中心Metallurgical Competence Center）中心組等。 該項(xiàng)目將建設(shè)世界最大的氫還原中試工廠。西門子公司是質(zhì)子交換膜電解槽的技術(shù)提供方，將為奧鋼聯(lián)位于奧地利林茨市的工廠提供電解能力為6兆瓦的電解槽，氫氣產(chǎn)量為1200立方米/小時，電解水產(chǎn)氫效率目標(biāo)為80%以上；Verbund公司作為項(xiàng)目協(xié)調(diào)方，將利用可再生能源發(fā)電，同時提供電網(wǎng)相關(guān)服務(wù)；奧地利電網(wǎng)公司的主要任務(wù)是確保電力平衡供應(yīng)，保障電網(wǎng)頻率穩(wěn)定；奧地利K1-MET中心組將負(fù)責(zé)研發(fā)鋼鐵生產(chǎn)過程中氫氣可替代碳或碳基能源的工序，定量對比研究電解槽系統(tǒng)與其他方案在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)性，同時研究該項(xiàng)目在歐洲甚至是全球鋼鐵行業(yè)的可復(fù)制性和大規(guī)模應(yīng)用的潛力。 我國鋼企在氫能利用方面的動作 2024年4月28日，生態(tài)環(huán)境部等5部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》，意在進(jìn)一步降低鋼鐵行業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的污染物排放。鋼鐵企業(yè)尤其是特大型鋼鐵企業(yè)為了適應(yīng)國內(nèi)國際形勢，也開始積極參與氫能利用項(xiàng)目。 2024年1月份，寶武集團(tuán)與中核集團(tuán)、清華大學(xué)簽訂《核能—制氫—冶金耦合技術(shù)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，三方將強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，資源共享，共同打造核冶金產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。 2024年3月份，河鋼與中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心、中國鋼研、東北大學(xué)聯(lián)合組建氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，共同推進(jìn)氫能技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。河鋼將重點(diǎn)在氫氣存儲與運(yùn)輸、燃料電池汽車、富氫冶金技術(shù)等領(lǐng)域開展研究。 兩家中國鋼鐵企業(yè)涉足氫能利用，思路各異。寶武集團(tuán)主要采用核能電解制氫工藝，但也不排除其他方面的應(yīng)用擴(kuò)展。河鋼當(dāng)前主要依托鋼鐵企業(yè)自身副產(chǎn)品制氫，制氫工藝成熟、成本相對較低。在應(yīng)用方面，河鋼前期將主要在氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行布局，后期才會發(fā)展到富氫冶金技術(shù)領(lǐng)域。 因?yàn)閿M采用的制氫工藝不同，兩家中國鋼企所選擇的重點(diǎn)合作伙伴也有所差異。目前這兩家中國鋼企的前期項(xiàng)目研究尚未得到政府基金或?qū)ｍ?xiàng)科研基金的支持。與國外企業(yè)相比，在氫能制取的電解槽、燃料電池電極等方面，國內(nèi)還有差距，有必要吸引電解槽設(shè)備供應(yīng)商、燃料電池供應(yīng)商或相關(guān)研究機(jī)構(gòu)加入。 相信在國內(nèi)企業(yè)、高等院校及科研院所、材料供應(yīng)商、電力企業(yè)等的廣泛參與和政府的大力支持下，經(jīng)過長時間的不斷努力，中國鋼企的氫能利用之路，終能順應(yīng)時代的要求。 （來源：蒂森克虜伯中國、中國冶金報）
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