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第8631期:第04版 本期出版日期:2021-04-27

国外钢企积极推进氢能布局

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新闻提要

面对日趋严重的能源安全和气候变化问题以及生态环境的挑战,大力发展清洁能源已经成为世界各国推动能源革命、加快能源转型、实现绿色发展的普遍共识和一致行动。低碳冶炼是钢铁行业低碳绿色发展的关键所在,而氢能冶炼是钢铁生产实现无化石冶炼,达到零碳排放的重要技术。国外多家钢铁企业积极探索氢能冶金等绿色低碳前沿技术,大力建设绿色产业。

国外钢企积极推进氢能炼钢

氢能炼钢利用氢气替代一氧化碳做还原剂,其还原产物为水,没有二氧化碳排放,冶炼过程绿色无污染。国外应用较早,在氢气制备方面基本全部采用电解水的方法制备,因此大多与上游电力公司展开合作,以控制耗电成本。

瑞典钢铁HYBRI T项目

进展计划:该项目于2016年启动,由瑞典钢铁公司、瑞典大瀑布电力公司和瑞典矿业集团联合成立。2016年—2017年为项目预研阶段,主要工作内容包括评估非化石能源冶炼的潜力,以及二氧化碳的捕集、存储和利用等。该项目的中试研究阶段为2018年—2024年,示范运行阶段为2025年—2035年。在为期10年的示范运行阶段主要进行运行测试,以确保到2035年实现商业化运行。

阶段效果:瑞典钢铁公司采用长流程工艺的吨钢二氧化碳排放量为1600公斤(欧洲其他国家的水平约为2000—2100公斤),电力消耗为5385千瓦时;采用HYBR I T工艺的吨钢二氧化碳排放量仅为25公斤,电力消耗为4051千瓦时。

基本思路:在高炉生产过程中用氢气取代传统工艺的煤和焦炭(氢气由清洁能源发电产生的电力电解水产生),氢气在较低的温度下对球团矿进行直接还原,产生海绵铁(直接还原铁),并从炉顶排出水蒸气和多余的氢气,水蒸气在冷凝和洗涤后实现循环使用。

萨尔茨吉特SALCOS项目

进展计划:该项目由德国萨尔茨吉特钢铁公司启动。萨尔茨吉特先期策划实施了萨尔茨吉特风电制氢项目,项目思路是采用风力发电,电解水制氢和氧,再将氢气输送给冷轧工序作为还原性气体,将氧气输送给高炉使用。2016年4月份正式启动了Gr I nHy1.0(Gr ee n I ndus t r i a lHydr ogen,绿色工业制氢)项目,采用可逆式固体氧化物电解工艺生产氢气和氧气,并将多余的氢气储存起来。当风能(或其他可再生能源)波动时,电解槽转变成燃料电池,向电网供电,平衡电力需求。2019年1月份,萨尔茨吉特开展了Gr I nHy2.0项目。Gr I nHy2.0项目的显著特点是通过钢企产生的余热资源生产水蒸气,用水蒸气与绿色再生能源发电,然后采用高温电解水法生产氢气。氢气既可用于直接还原铁生产,也可用于钢铁生产的后道工序,如作为冷轧退火的还原气体。

基本思路:对原有的高炉-转炉炼钢工艺路线进行逐步改造,把以高炉为基础的碳密集型炼钢工艺逐步转变为直接还原炼铁-电弧炉工艺路线,同时实现富余氢气的多用途利用。

浦项制铁布局氢能年产10000吨双极板

汉城-浦项制铁国际公司(PO SCO I nt er na t i ona l Cor p.)日前表示,其钢铁加工部门将扩大其氢燃料电池动力电动汽车用双极板的生产能力,以满足不断增长的需求。浦项国际计划到2027年,其全资子公司PO SCO SPS将年产10000吨燃料电池双极板,足以满足约245000辆燃料电池电动车的生产需求。

目前,POSCO SPS在首尔以南约90公里的天安工厂年产1400吨燃料电池双极板———Pos s 470FC。目前该公司的产能可满足约35000辆FCEV的需求。

据麦肯锡公司的一份报告显示,到2050年,全球氢经济的价值预计将达到2940万亿韩元(2.6万亿美元),FCEV乘用车数量将达到4亿辆,卡车和公共汽车将达到2000万辆。

浦项制铁表示,Pos s 470FC的厚度薄至0.1毫米,并且在电镀过程中以“环保”的方式生产。该产品不仅用于燃料电池车,还可以用于燃料电池动力无人机和机器人。

近期,PO SCO的子公司PO SCO Chemi ca lCo.宣布计划投资2758亿韩元(2.48亿美元),以扩大其阴极电池的生产能力,阴极是EV电池的关键组件。POSCO Chemi ca l表示,到2023年,位于南部城市光阳的工厂将把其阴极年产能提高到100000吨,这将足以制造约110万辆配备60kW h电池组的电动汽车。浦项制铁化学还表示,计划在中国和欧洲建立工厂,以便及时向电动汽车电池制造商供应正极。

作为多元化战略的一部分,近年来,韩国钢铁巨头浦项集团一直在努力扩大电动汽车业务。此次扩大产能将助力植根钢铁行业的母公司PO SCO Gr oup加快进军未来燃料电池市场,该公司还推出了钢铁汽车零部件品牌Aut opos。

浦项集团技术研究实验室于2006年开始研究钢制双极板,于2018年开发并生产了超高耐腐蚀材料Pos s 470FC。浦项子公司SPS还生产汽车电机芯,用于在电机内部发电。

  

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