氢炼钢-脱碳历史。欧宝体育最新登录平台

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脱碳的历史/采用氢气炼钢欧宝体育最新登录平台


时间轴的历史发展氢炼钢欧宝体育最新登录平台技术和钢铁行业近年来的脱碳,并欧宝体育最新登录平台描述了未来的排放目标。

请注意,2016年世界钢铁行业贡献了约7欧宝体育最新登录平台欧宝体育下载入口%的全球温室气体排放[来源:我们的世界数据二氧化碳和温室气体排放数据库]。

  • 2004年:欧洲钢铁工业启动U欧宝体育最新登录平台欧宝体育下载入口LCOS项目。
  • 2005年:作为欧盟能源政策支柱的欧洲排放交易计划(ETS)启动。
  • 2006: ULCORED工艺由LKAB, Voest-alpine和MEFOS领导的团队设计。
  • 2008年:启动欧盟排放交易计划第二阶段。
  • 2010年:塔塔钢铁在欧宝体育最新登录平台IJmuiden建造价值2000万欧元的ULCOS HIsarna试验工厂。
  • 2012年:ArcelorMittal以技术困难为由退出Florange ULCOS CCS项目。
  • 2013年:ETS第三阶段启动。
  • 2015年:196个缔约方通过了关于气候变化和二氧化碳目标的《巴黎协定》。
  • 2016年:HYBRIT计划于2016年春季启动。
  • 2016年:阿布扎比启动全球首个商业钢铁碳捕获项目。欧宝体育最新登录平台
  • 2017年:取消鹿特丹的ROAD CCS项目。
  • 2017年:肯珀县能源碳捕获设施的建设被放弃。
  • 2018年:全球首个废气制乙醇工厂启动。
  • 2019年:蒂森克虏伯斯塔尔开始高炉注氢试验。
  • 2019年:安赛乐米塔尔与Midrex签署协议,在汉堡建造试点纯氢DRI工厂。
  • 2019年:Salzgitter Flachstahl GmbH (SZFG)授予西门子天然气和电力公司电解工厂合同。
  • 2020年:英美资源集团通过氢卡车项目转向脱碳采矿。
  • 2020年:HYBRIT在LKAB的Malmberget工厂委托生物油工厂。
  • 2020年:HYBRIT获得瑞典能源署的财政支持。
  • 2020年:欧洲投资银行通过7500万欧元贷款为Steelanol项目提供支持。欧宝体育最新登录平台
  • 2020年:Fortescue在圣诞溪投资氢燃料汽车。
  • 2020年:Ovako成功地在Hofors再热炉中使用氢气。
  • 2020年:SIDERWIN在法国梅斯的试验工厂建设完成。
  • 2020年:必和必拓与中国宝武组建碳捕集与封存合资企业。
  • 2021年:启动排放交易计划第四阶段。
  • 2021年:Tenaris在意大利投资氢炼钢。欧宝体育最新登录平台
  • 2021年:奥钢联集团在奥地利投资新建25万吨氢基DRI试点工厂。
  • 2021年:IOC与SHS和Paul Wurth合作,探索低排放HBI的生产。
  • 2021年:Liberty与Paul Wurth & Stahl-Holding-Saar签署谅解备忘录,进行H2炼钢试验。欧宝体育最新登录平台
  • 2021年:H2GS表示计划在吕勒奥博登建造新建氢气炼钢设施(到2030年产能为500万吨)。欧宝体育最新登录平台
  • 2021年:Outokumpu加入TOCANEM,支持碳中和。
  • 2021年:SSAB、LKAB和Vattenfall开始建设H2储岩洞。
  • 2021年:沃尔沃和SSAB合作生产首款无化石钢制造的汽车。欧宝体育最新登录平台
  • 2021年:混合试验工厂成功生产约100吨氢还原海绵铁。
  • 2022年:奥钢联集团研究在绿色钢铁生产中使用氢等离子体。欧宝体育最新登录平台
  • 2022年:上海大学团队完成纯氢冶炼高炉开发试验。
  • 2022年:英美资源集团推出了世界上最大的氢动力矿用卡车原型。
  • 2022年:里约热内卢Tinto与萨尔茨吉特签署谅解备忘录,开发无碳SALCOS炼钢。欧宝体育最新登录平台
  • 2022年:日立与H2GS签署绿色钢铁合作备忘录,包括电解槽建设。欧宝体育最新登录平台
  • 2022年:塔塔钢铁威欧宝体育最新登录平台胁关闭英国钢铁生产,除非得到15亿英镑的援助。
  • 2022年:宝马集团与H2GS签署绿色钢材供应协议。欧宝体育最新登录平台

笔记
  • 2004年:ULCOS表示超低二氧化碳炼钢。欧宝体育最新登录平台ULCOS最初的目标是到2050年将炼钢二氧化碳排放量减少50%欧宝体育最新登录平台。来自15个欧洲国家的47个合作伙伴参与了ULCOS的发射。
  • 2005年:2005-2007年排放交易制度的第一阶段基本上是一个为期3年的试点项目,旨在帮助建立碳价格;建立基础设施,以监测、报告和核实相关企业的排放情况。
  • 2006年:ULCORED工艺在竖炉中生产DRI(直接还原铁),使用天然气或煤炭气化获得的还原气,使用100% O2。从竖井排出的废气在捕获二氧化碳(然后可以储存)后被回收。
  • 2008年:排放交易制度的第二阶段在2008-2012年期间进行。在此期间,制定了具体的减排目标,并允许碳排放权交易的发展。航空业于2012年1月1日被纳入欧盟排放交易体系。
  • 2010年:HIsarna是一种基于转炉的炼铁技术,直接将铁矿石和煤转化为铁(不需要原料预处理)。与传统炼铁相比,HIsarna可减少约20%的二氧化碳排放;如果与CCS结合使用,则可降低高达70%。
  • 2012年:ArcelorMittal作为项目赞助商退出Florange ULCOS CCS项目,表面上是由于无法克服的技术挑战。然而,欧洲投资银行在几个月前对该项目和其他ULCOS项目进行了详细的技术和财务尽职调查评估,并聘请了蓝筹工程咨询公司进行这些评估。尽管ArcelorMittal的评论,这些咨询公司认为CCS(和其他ULCOS项目)是合理的。
  • 2013年:排放交易体系的第三阶段在2013-2020年之间进行。在此期间,欧盟引入了单一的排放上限,而不是以前的国家排放分配制度。拍卖也成为分配配额的默认方式(而不是免费分配)。
  • 2015年:在COP21上达成的《巴黎协定》是一项具有法律约束力的国际气候变化条约,于2016年11月4日生效。它的目标是将全球变暖限制在远低于2摄氏度,最好是1.5摄氏度,与前工业化水平相比。
  • 2016年:HYBRIT(氢突破炼铁技术的首字母缩写)是钢铁制造商SSAB、矿业公司LKAB和能源公司Vattenfall拥有的合资企业。欧宝体育最新登录平台它的目标是发展无化石矿石的钢铁制造(在钢铁生产中使用无化石电力和氢而不是焦炭和煤),目标是在2035年之欧宝体育最新登录平台前建立起可操作的工业流程。
  • 2016年:Al Reyadah碳捕获项目(Adnoc和Masdar合资企业)耗时4年完成。每年约有80万吨二氧化碳从阿联酋钢铁公司位于阿布扎比的制造厂转移到Al Reyadah工厂进行压缩和脱水。欧宝体育最新登录平台然后,天然气通过地下管道出口,储存在Adnoc的NEB和Bab陆上油田。
  • 2017年:ROAD(鹿特丹Opslag en Afvang Demonstratieproject)是一个示范项目,重点是在鹿特丹的一个燃煤电厂捕获二氧化碳,并将其储存在北海海底的一个空气田。该项目从2009年持续到2017年,是Uniper(前E.ON)和Engie(前Electrabel和GDF Suez)的联合项目,由欧盟委员会、荷兰政府和鹿特丹港等提供资金。碳价格的暴跌破坏了最初的商业理由,最终导致该项目失败。
  • 2017:肯珀国家能源设施是一家位于美国密西西比州肯珀县的发电厂。它的建设始于2010年,最初的发电计划是使用当地开采的褐煤(褐煤)以及碳捕获和储存。随着项目的进展,资本投资成本从2014年的24亿美元上升到2017年的75亿美元以上。2017年年中,密西西比电力公司宣布,该发电厂将改用天然气。对肯珀项目CCS设施的投资在那时被放弃了。
  • 2018年:碳回收公司LanzaTech及其合资伙伴首钢集团宣布,全球首个将工业一氧化碳废气转化为乙醇的商业设施成功启动。该工厂位于河北省京塘钢铁厂,于2018年5月开始运营,每年通过厌氧发酵反应生欧宝体育最新登录平台产1600万加仑乙醇。
  • 2019年:蒂森克虏伯斯塔尔试验涉及于2019年11月11日向杜伊斯堡-汉姆伯恩工厂9号高炉的28个风口之一注入氢气。
  • 2019年:安赛乐米塔尔汉堡工厂将拥有10万吨/年的DRI生产能力。
  • 2019年:萨尔茨吉特炼钢电解厂是欧宝体育最新登录平台一个2.2兆瓦的PEM设施(PEM =质子交换膜),将于2020年第四季度开始运行。所需的电力将由7台30兆瓦的风力涡轮机提供。与弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)联合开展的萨尔茨吉特(Salzgitt欧宝体育最新登录平台er)项目旨在在炼钢作业中更多地使用氢气,该项目被称为SALCOS®
  • 2020年:与林德合作进行Ovako试验,在瑞典Hofors钢铁厂用氢气而不是液化石油气将钢材加热到1200摄氏度。欧宝体育最新登录平台
  • 2020年:SIDERWIN技术基于低温电解还原铁矿石[电积]。安赛乐米塔尔是Siderwin项目的主要赞助商,该项目得到了欧盟地平线2020计划700万欧元的资金支持。2021年,Siderwin技术将在Metz的工程规模试验工厂进行进一步评估。SIDERWIN工艺实际上是基于ULCOWIN技术,自2004年由ULCOS公司开发。ULCOWIN是一种低温电解工艺,从铁矿石中生产固态单质铁2O3.)颗粒悬浮在碱性电解质溶液中,温度约为100-110℃。电流通过溶液,从阳极到阴极。氧粒子被吸引到阳极,并在溶液表面释放出来,元素铁在阴极表面形成晶体。然后将这些铁与少量焦炭或其他碳源一起送入电弧炉(EAF),制成粗钢液。欧宝体育最新登录平台
  • 2020年:用于铁矿石氢直接还原的hybrid试验工厂于8月31日在吕勒奥开始运行。在hybrid试验工厂建造氢燃料存储设施是总建设成本中一个值得注意的因素。
  • 2020年:ENGIE为英美资源集团提供可再生氢解决方案,其中包括从Nel氢电解器AS供应氢气,用于英美资源集团在Mogalakwena矿山的运输卡车车队。
  • 2020年:欧宝体育最新登录平台Steelanol财团由ArcelorMittal、Lanzatech、Primetals和E4tech组成。利用Lanzatech的发酵技术,该团队将在安赛乐米塔尔(ArcelorMittal)位于比利时根特(Ghent)的炼钢基地建造一个工业规模的示范工厂,用于从高炉煤气中生产乙醇。欧宝体育最新登录平台
  • 2020年:Fortescue coach项目与中国银行签署了一项3200万美元的协议,在西澳大利亚州的圣诞溪铁矿建立可再生氢供应。在氢气生产和加油基础设施方面的投资将用于一队氢气教练车,将工人从他们的大本营运送到矿山。
  • 2020年:LKAB报告称,在Malmberget的一家造粒厂使用生物燃料作为热源,减少了40%的碳排放。
  • 2020年:必和必拓与宝武钢铁集团的合资企业涉及3500万美元投资,用欧宝体育最新登录平台于调查宝武中国高炉的碳捕获、使用和存储。
  • 2021年:欧洲排放交易计划的第四阶段预计将在2021-2030年之间运行。其目的是确保到2030年实现欧盟温室气体减排目标。为了加快减排步伐,在第四阶段,排放配额总量将逐年下降。请注意,为了实现欧盟2030年的整体温室气体减排目标,欧盟排放交易制度所涵盖的行业必须在2005年的水平上减少43%的排放量。
  • 2021年:与意大利能源供应商Edison和SNAM共同制定的Tenaris计划,旨在增加意大利Dalmine无缝管厂在电炉炼钢中使用氢气。欧宝体育最新登录平台
  • 三菱重工(Mitsubishi Heavy industries)正在建造奥钢联(Voestalpine) DRI试点设施。
  • 2021年:国际奥委会对加拿大工业规模低碳铁生产潜力的调查计划于2021年底完成,预计随后将对工业规模的氢基直接还原铁(DRI)工厂做出投资决定。加拿大铁矿石公司(IOC)将提供高品位铁矿石以及采矿、加工和球团技术。请注意,里约热内卢Tinto拥有IOC 58.7%的股份,三菱公司(Mitsubishi Corp.)和拉布拉多铁矿石公司(Labrador Iron Ore Royalty Corp.)持有其余股份。Paul Wurth拥有高效氢气生产领域的工艺知识。拥有欧洲迪林杰(Dillinger)和萨尔斯塔尔(Saarstahl)的SHS集团带来了钢铁制造专业知识。欧宝体育最新登录平台
  • 2021年:Liberty的泛欧洲合作伙伴关系将致力于在法国敦刻尔克建设一座年产200万吨的直接还原铁(DRI)工厂,并配有一个综合产能为1吉瓦的氢电解生产装置。DRI设施最初将使用氢气和天然气的混合物作为还原剂来生产DRI和热压型铁(HBI)。一旦电解生产装置完全投入使用,它将过渡到使用100%氢气。DRI将主要用于Liberty公司在法国的Ascoval电弧炉。
  • 位于Boden Lulea(瑞典北部)的H2GS项目是生产热轧和冷轧卷板以及镀锌板。电力将来自该地区的水力发电设施,以及风力发电场。预计将于2022年年中开始建设,到2026年将建成250万吨/年的HRC和CRC产能,最终产能接近约500万吨。总资本支出估计为30.4亿美元。
  • 2021年:TOCANEM表示“迈向碳中性金属”。这是一个为期三年的研究项目,由多家金属行业公司组成的财团参与。该项目旨在实现芬兰向碳中性金属生产的转变。
  • 2021年:位于Svartöberget的SSAB、LKAB和Vattenfall储氢设施将位于瑞典Luleå的投资者试点HYBRIT设施旁边。洞穴的储藏量为100立方米;将位于地下30米;它的墙壁将被精心挑选的材料覆盖作为密封层(以确保在压力下最有效的存储)。
  • 2021年:沃尔沃将于2021年开始使用SSAB的氢钢制造首批概念车和机器。欧宝体育最新登录平台计划于2022年开始小规模批量生产,随后逐步升级为大规模生产。
  • 2021年:2021年6月,HYBRIT在DRI生产方面的技术突破使用了无化石电力电解水产生的氢气。
  • 2022年:Voest Alpine氢等离子体研究将在该公司位于奥地利南部多纳维茨基地的一个新的试点设施进行。
  • 2022年:日立/ H2GS谅解备忘录基于三个支柱:1)日立能源对H2绿钢的股权投资2)日立能源的支持,以建设和改善电力基础设施,为钢铁生产提供动力——包括一个大型电解厂3)博登绿钢,一旦H2绿钢开始生欧宝体育最新登录平台产,博登绿钢将用于日立能源的产品制造。
  • 2022年:里约热内卢Tinto / Salzgitter项目旨在联合研究里约热内卢的加拿大和澳大利亚铁矿石用于Salzgitter在德国的SALCOS绿钢冶炼项目。欧宝体育最新登录平台

目标
  • 2022年:蒂森克虏伯斯塔尔将所有bf改造为氢气使用的目标日期;100%用氢注射替代PCI。这将使蒂森高炉的二氧化碳排放量减少20%。
  • 2026年:SSAB关闭瑞典Oxelösund高炉的目标日期。
  • 2027年:LKAB在瑞典建造氢基海绵铁厂的目标日期。
  • 2030年:英国的目标是到2030年,与1990年的水平相比,排放量至少下降68%。
  • 2030年:中国二氧化碳产量达到峰值的日期。
  • 2045年:瑞典实现温室气体净零排放的长期目标。
  • 2050:蒂森克虏伯实现碳中和的目标日期。
  • 2050年:浦项制铁的目标日期是通过使用绿色氢气取代煤炭来脱碳炼钢。欧宝体育最新登录平台
  • 2050年:安赛乐米塔尔在欧洲实现碳中和目标。
  • 2060年:中国实现碳中和的目标日期。

氢的不同颜色
  • 蓝氢:从天然气中通过重整过程获得的氢。在改造过程中产生的二氧化碳被捕获并储存在地下(碳捕获与储存,CCS),留下高纯度的氢气。
  • 绿色氢:电解水时产生的氢。该过程由风能或太阳能等可再生能源提供动力。
  • 灰氢:来自天然气,在一个涉及水的过程中被称为“蒸汽重整”。
  • 粉红氢:指核能电解产生的氢。
  • 黄色氢:与绿色氢相同,只是能源是太阳能。

其他定义
  • CCS:碳捕获与封存。它指的是捕获和储存二氧化碳(CO2)才会释放到大气中。
  • 温室气体:指二氧化碳CO2,甲烷CH4一氧化二氮2O和氟化气体,如氢氟碳化合物、全氟碳化合物、六氟化硫和三氟化氮。



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