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打印中國鐵合金網(wǎng)訊：近年來，全球氣候變化問題持續(xù)受到關(guān)注，各國陸續(xù)公布“碳中和”目標(biāo)計劃。鋼鐵工業(yè)作為能源密集型行業(yè)，是碳排放大戶，低碳發(fā)展勢在必行。一直以來，全球范圍內(nèi)的主要鋼鐵企業(yè)都十分關(guān)注低碳發(fā)展，并紛紛制定中長期低碳減排目標(biāo)，參與低碳政策研討，布局前沿低碳技術(shù)等，積極探索低碳發(fā)展路徑。《世界金屬導(dǎo)報》特別開設(shè)“洞悉·鋼鐵企業(yè)低碳發(fā)展路徑”專欄，分析全球范圍內(nèi)各主要鋼鐵企業(yè)在低碳發(fā)展方面已經(jīng)實現(xiàn)的效果以及未來的布局、路徑等，以期為行業(yè)企業(yè)提供相關(guān)參考。
瑞典鋼鐵公司（SSAB）作為高端鋼鐵產(chǎn)品制造商，其基于高爐的煉鋼工藝碳排放居于全球最低水平行列。SSAB可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的兩個主題，一是率先提供無化石鋼，二是實現(xiàn)領(lǐng)先的可持續(xù)發(fā)展業(yè)績。其將無化石鋼的開發(fā)作為改善未來產(chǎn)品結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略的關(guān)鍵。本文重點介紹SSAB的低碳路徑和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
1突破性氫能煉鐵技術(shù)——HYBRIT項目
2016年4月4日， 瑞典鋼鐵公司、瑞典鐵礦石生產(chǎn)商LKAB和瑞典大瀑布電力公司（Vattenfall）共同發(fā)起突破性氫能煉鐵技術(shù)項目（HYdrogen BReakthrough Ironmaking Technology，HYBRIT項目），旨在用無化石電力和氫氣取代傳統(tǒng)上還原鐵礦石所需的煉焦煤，致力于為鋼鐵生產(chǎn)帶來顛覆性變化，
基于HYBRIT項目，瑞典鋼鐵公司的總體目標(biāo)是在2026年成為全球首個將無化石鋼鐵產(chǎn)品推向市場的鋼鐵企業(yè)，最終目標(biāo)是到2045年成為不采用化石燃料進行生產(chǎn)的鋼鐵企業(yè)。通過三方合作，SSAB的目標(biāo)是創(chuàng)建“從礦山到最終產(chǎn)品”的無化石價值鏈。HYBRIT項目可以使瑞典的CO2排放量減少10%，使芬蘭的CO2排放量減少7%，并有助于減少歐洲和全球鋼鐵業(yè)的排放。？HYBRIT項目進展情況如下：
1）預(yù)可行性研究
2016-2017年為HYBRIT項目預(yù)可行性研究階段。其結(jié)論是，在項目實施初期，由于電和煤炭價格較高以及CO2排放成本較低，基于HYBRIT項目的綠色鋼材生產(chǎn)成本將升高20%-30%；但隨著無化石能源電價下降，以及在歐盟排放交易系統(tǒng)（ETS）下CO2排放成本上升，無化石鋼未來必將較傳統(tǒng)鋼材更具競爭力。
2017年6月28日，SSAB、LKAB和Vattenfall宣布成立一家合資公司，推進HYBRIT項目，三方各持三分之一股份。
2）中試階段
2018年6月20日，在瑞典北部呂勒奧動工開建使用氫氣直接還原鐵礦石的HYBRIT項目中試工廠。
2020年8月底，呂勒奧氫氣直接還原鐵礦石中試工廠啟動運行，成為全球首座無化石生產(chǎn)直接還原鐵（DRI）中試工廠。這也意味著以實現(xiàn)無化石煉鋼為目標(biāo)的HYBRIT項目邁出了決定性的一步。該中試工廠生產(chǎn)的DRI將與廢鋼一起用于煉鋼。
HYBRIT中試項目包括三個單元。
其一就是上述生產(chǎn)DRI、制氫的中試工廠。該廠建在SSAB位于呂勒奧的Svarton廠區(qū)。電解水制氫所需電能來自Vattenfall的無化石電力。在HYBRIT項目中，用電和氫替代煤炭每年將需要大約15太瓦時電力，大約相當(dāng)于瑞典年發(fā)電量的1/10。
其二是位于LKAB公司Malmberge廠區(qū)的無化石球團生產(chǎn)中試工廠。該廠已于2019年夏季開工建設(shè)，預(yù)計2021年建成。2020年8月5日，LKAB公司在呂勒奧成功進行了無化石球團生產(chǎn)試驗。在中試階段，將測試用生物燃料100%替代化石燃料，此舉可使Malmberge廠CO2排放較目前減少40%。
其三是位于呂勒奧的儲氫設(shè)施。2021年4月7日，HYBRIT項目宣布已經(jīng)開始在呂勒奧無化石生產(chǎn)DRI中試工廠附近建設(shè)一座綠色氫巖洞儲存設(shè)施。該洞穴采用所謂的內(nèi)襯巖洞（LRC）方法建造，其中涉及采用精選材料的密封層覆蓋洞穴壁面。該中試存儲設(shè)施建在LKAB位于呂勒奧Svartberget地區(qū)的工廠內(nèi)，預(yù)計將在2022-2024年間投入運行，這是對DRI中試工廠的重要補充。
3）示范階段
2021年3月24日，HYBRIT項目宣布計劃從2023年開始在瑞典北部的耶利瓦勒建造無化石DRI示范工廠，并將于2025年投入運行，2026年實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，計劃年產(chǎn)能為130萬噸。此外，還計劃到2030年在耶利瓦勒再建成一座無化石DRI示范工廠，使無化石DRI總年產(chǎn)能達到270萬噸。
2衍生項目——Energy4HYBRIT
2019年12月4日，SSAB發(fā)起Energy4HYBRIT項目預(yù)可行性研究，并于2020年12月10日完成，芬蘭Raahe廠作為該項目的參考。Energy4HYBRIT預(yù)可行性研究和基于該研究的后續(xù)計劃項目將主要著眼于還原鐵礦石后的其他工序產(chǎn)生的10%CO2排放量。SSAB表示，預(yù)可行性研究表明，有可能采用木材和其他生物質(zhì)來代替大量的化石燃料。
3可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)
1）溫室氣體減排目標(biāo)
得益于使用高品位鐵礦石和優(yōu)質(zhì)焦炭，及持續(xù)改進生產(chǎn)工藝，SSAB基于高爐的鋼鐵生產(chǎn)過程CO2排放處于全球最低水平之一。例如，據(jù)SSAB統(tǒng)計，其冷軋鋼板生產(chǎn)的CO2排放當(dāng)量較歐洲平均水平低約6%。
SSAB在瑞典的CO2排放量占瑞典CO2排放總量的10%，在芬蘭的CO2排放量占芬蘭的CO2排放總量的7%。該公司的溫室氣體排放目標(biāo)已通過科學(xué)減碳倡議組織（SBTi）的批準(zhǔn)。SSAB承諾，到2032年減少35%的溫室氣體排放量（以2018年為基）。該目標(biāo)適用于直接排放和間接排放，并且與《巴黎協(xié)定》和保持全球氣溫升遠低于2℃的目標(biāo)相符。SSAB用能和減排目標(biāo)具體時間節(jié)點如表2所示。
2）SSAB EcoUpgraded
為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，SSAB還提出SSAB EcoUpgraded概念，旨在幫助客戶實現(xiàn)低能耗和高效率，強調(diào)產(chǎn)品升級至高強鋼帶來的環(huán)境效益，包括輕量化減排、提高燃油經(jīng)濟性、延長產(chǎn)品壽命以及減少鋼材使用量等。2021年SSAB的目標(biāo)是幫助客戶減少1000萬噸CO2排放，其中借助SSAB EcoUpgraded減排800萬噸，借助汽車高級鋼項目減排200萬噸。
3）使用廢鋼和無化石DRI
SSAB正從傳統(tǒng)的高爐工藝向電弧爐工藝轉(zhuǎn)變（表2）。這將使用廢鋼，也將越來越多地使用無化石DRI，后者的使用將使鋼材在全生命周期角度為抑制全球變暖貢獻力量。
4）鋼渣的利用
鋼渣的利用是將材料再循環(huán)到煉鋼工藝中，減少了對原材料的需求。不能在內(nèi)部循環(huán)使用的物料可以加工成副產(chǎn)品并外售，從而為企業(yè)創(chuàng)造新的收入來源。諸如高爐渣之類的副產(chǎn)品用作公路建設(shè)材料以及水泥的替代品。
4加入“歐洲清潔氫聯(lián)盟”
SSAB于2020年9月宣布加入“歐洲清潔氫聯(lián)盟”（ European Clean Hydrogen Alliance）。
2020年7月，歐盟委員會推出《歐盟氫戰(zhàn)略》，宣布氫氣已經(jīng)成為社會脫碳的基本能源載體，并正式啟動“歐洲清潔氫聯(lián)盟”，目標(biāo)是在2030年之前部署氫氣技術(shù)，將可再生和低碳氫氣生產(chǎn)，以及工業(yè)、汽車和其他行業(yè)的需求結(jié)合起來。“歐洲清潔氫聯(lián)盟”將敦促《歐盟氫戰(zhàn)略》的實施，通過建立明確而具體的可再生或低碳氫氣項目和投資計劃，將在歐盟2050年實現(xiàn)碳中和的承諾中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
5小結(jié)
實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)性是下一步鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要目標(biāo)。HYBRIT項目是SSAB實現(xiàn)綠色低碳煉鋼的主要路徑，而且項目的成功實施也將助力瑞典成為歐洲率先實現(xiàn)碳中和的國家。
文章來源：世界金屬導(dǎo)報
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