2019年,韩国政府提出将2030年温室气体排放量降至5.36亿吨,以期达成“可持续低碳绿色社会”的目标。钢铁行业作为韩国碳减排的重点领域,正在积极开发采用氢还原冶炼的创新技术。
浦项钢铁被认为是全球最具竞争力的钢铁企业之一。2020年,受新冠肺炎疫情影响,浦项钢铁的生产经营同比出现下滑,粗钢产量同比减少207.2万吨至3593.4万吨;成品钢材产量同比减少146.1万吨至3443.7万吨。2020年浦项钢铁销售额为26.51万亿韩元,同比减少12.7%;营业利润为1.14万亿韩元,同比减少56.1%;营业利润率为4.3%,同比下跌4.2个百分点;净利润为9659亿韩元,同比下降17.8%。
浦项钢铁将实现碳中和的目标分为短期、中期和长期目标。短期目标是到2030年二氧化碳减排20%;中期目标是到2040年二氧化碳减排50%;长期目标是到2050年实现碳中和,基准是2017-2019年浦项钢铁二氧化碳排放量的平均值(7880万吨)。
为实现上述目标,浦项钢铁采取的措施是以可持续的方式生产和销售高品质钢材,充分利用日益增长的绿色钢材需求,在低碳未来确保竞争优势。
浦项钢铁的碳减排路径可以概况为三个方面:绿色工艺、绿色产品和绿色伙伴关系。
绿色工艺
绿色工艺是要在钢铁生产过程中,不断采用创新的脱碳技术。
第一阶段:从“渐进性碳减排”到“革命性碳中和”
浦项钢铁最近制定了“碳中和转型路线图”,将“渐进性碳减排”和“革命性碳中和”相结合,旨在实现各种低碳炼钢工艺技术的商业化应用。短期内,将利用智能化技术,主要通过优化原材料和合理化运营来提高生产率和能效。
浦项钢铁正在利用人工智能、大数据等技术,打造智能工厂平台Pos Fr a me,推进数字化转型,并推动智能钢厂设置最佳工艺条件,实时控制生产过程。数字化是浦项钢铁实现短期目标的核心,智能运营将有助于将煤炭消耗降至最低水平,并减少碳排放。
除智能化外,浦项钢铁计划推行设施现代化和合理化,以提高能效,包括废气、废热再利用,采用干熄焦技术以及提高发电效率。这些减排措施预计可以减少约10%的二氧化碳排放(较基准期),同时最大限度地减少成本增加带来的负担。
第二阶段:应用“桥梁技术”更显著减排
为进一步减少碳排放,浦项钢铁计划在未来10-15年内开发和整合一系列创新的工艺技术,被称为“桥梁技术”,包括从增加高炉和转炉中废钢的使用,在现有高炉工艺中部分使用富氢废气作为还原剂的氢炼铁技术。
更多利用废钢:浦项钢铁正在开发的独特技术将使其在保有长流程生产路线的同时,最大限度地利用废钢。该技术有潜力将转炉中的铁水比降至70%,从而降低铁水产量,最终减少二氧化碳排放。浦项钢铁也在探索更多地采用电弧炉炼钢的可能性。
CCUS:在FI N EX工艺中,浦项钢铁已经纳入碳捕集装备,获得的纯度为75%,容量为10万立方米/小时。浦项钢铁目前在生产过程中重复利用捕获的碳,并计划在未来十年扩大规模。
部分部署氢还原技术:关键技术之一是将
富氢的焦炉煤气(CO G)和FI NEX废气(FO G)注入高炉或FI NEX炉。除CO G和FOG外,浦项还计划采用重整天然气获得的氢气或绿氢作为炼铁过程中的还原剂。这样,炼铁过程中可以减少近10%的二氧化碳排放。
第三阶段:实现氢基炼钢技术,达到碳中和
HyREX工艺:浦项钢铁正在开发的HyREX工艺是一种无碳氢直接还原炼铁工艺,正在FI NEX工艺上进行试验,目标是在10-20年内完成工业规模开发,并逐步将其转变为以氢为基础的DRI-电弧炉(EAF)路线。
绿色产品
提高低碳钢材和其他材料产量。浦项钢铁低碳钢材的开发方向是扩大高性能钢材产量,特别是轻量化和高能效产品。扩大全球顶级优等(W TP)产品产量和销量,例如高强钢(GI GA钢)、高能效钢(Hyper-NO)、高耐蚀钢(Pos M AC)等。全面支持下游行业向低碳转型所需要的钢材,例如电动汽车、可再生能源、生态船舶(液化天然气船,LNG)用钢。除钢材外,浦项钢铁正在进行二次电池材料的开发和生产,目标是建立包括锂、阴极和阳极材料的完整的供应体系。
汽车领域:预计汽车行业对轻型、耐用和节能材料的需求将不断增长。浦项钢铁提供的无取向电工钢(HyperNO)用于制造电机,能提高电机效率、增加电动汽车的行驶范围。其开发的“千兆钢”可用于车身、底盘和电池组的生产,减轻汽车重量,与铝和碳纤维增强塑料(CFRP)等竞争材料相比,具有经济、耐用、可回收、重量更轻等优势。
能源领域:太阳能和风能市场的持续增长为钢铁行业带来机会,该领域对优质钢铁产品的需求预计将增长。浦项钢铁开发了Pos M AC高耐腐蚀钢等,并对风力发电项目从设计到材料的选择提供解决方案。
造船领域:面对船舶行业对环保的新要求,例如建造LNG燃料船,浦项钢铁为客户提供材料和应用技术选择,并计划未来几年在这方面取得进一步进展。
其他材料:浦项正在为实现新的增长提供关键材料。为满足交通和能源系统的电气化用材方面,浦项钢铁的目标是开发电池材料———锂、负极和阳极材料,到2030年锂、阴极和阳极年产能分别达到22万吨、40万吨和26万吨。
绿色伙伴关系
浦项钢铁主动提高气候行动透明度,与各利益相关方交流并加强合作,促进低碳工业生态系统的建立。另外,浦项和国内外企业合作开发创新技术,例如氢和CCUS等,这样使价值链上的客户和供应商建立长期合作,共同开展碳减排项目。
总体来看,浦项钢铁所采取的一系列举措,从提升现有工艺装备条件下的生产效率,到通过技术创新开发无碳氢直接还原炼铁技术,从开发满足下游需求的低碳钢材到锂等新材料,都需要从产业链的角度系统谋划,与产业链上的各方共同采取行动,才能实现低碳未来。
(内容来源于世界金属导报、信息资源网)