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“氢能炼铁”哪家强?
——天下进步氢能应用项目探析(下)

2019-08-02 09:01:00     作者:

  上篇文章先容了由瑞典钢铁公司发动的HYBRIT(冲破性氢能炼铁技巧)项目、由德国萨尔茨吉特钢铁公司发动的SALCOS(萨尔茨吉特低碳炼钢)名目和由奥钢联发动的H2FUTURE名目(详见《皇冠体育官网冶金报》7月19日02版),本文将对以这3个名目为代表的欧洲氢能应用项目标技巧门路与特色停止剖析,并先容日本和皇冠体育官网相干项目标开展情形。

  欧洲钢企氢能应用项目技巧门路与特色

  技巧门路——电解水制氢 从泉源降低碳排放

  制氢、储氢是应用氢能的要害地点。瑞典钢铁公司、萨尔茨吉特钢铁公司和奥钢联这3家钢企采取的都是电解水制氢工艺。该工艺的中心技巧是质子交流膜技巧,要害材料是铂金。萨尔茨吉特钢铁公司名目的奇特之处在于应用钢铁出产工艺中发生的余热电解水制氢,更好地下降了全部系统的动力耗费。

  从制氢动力起源来看,这3家钢企都结合了电力出产企业,施展电力出产企业在发电方面的上风,采取水电、风电、太阳能等干净动力发电,从泉源上下降了碳排放。从电力应用效力来看,这3家钢企电解水制氢工艺的电力应用效力目标都在80%以上。

  储氢须要建立响应的储氢设备。一种道路是在钢企外部建立储氢罐,另一种道路是借助专业气体出产商停止贮存和运输。而经由直接复原铁工序之后充裕的氢气,既能够供钢铁后续工序或其余行业应用,又能够应用质子交流膜技巧实现氢气发电,用以均衡电网中可再生动力缺乏对电网形成的稳定。

  这3家钢企氢能应用项目都是采取氢气替换碳的低碳或无碳氢冶金技巧,大幅增加了二氧化碳的发生与排放,同时配套采取电弧炉炼钢,消纳社会废钢。

  从技巧成熟度来看,奥钢联应用自然气直接复原铁的出产教训,采取氢气代替自然气直接复原铁,工艺可实现性较强。而瑞典钢铁公司和萨尔茨吉特钢铁公司在中试研讨方面所需的投入更多。

  这3家钢企氢能应用各有着重。瑞典钢铁公司重点在炼铁和球团出产工序应用氢气替换化石动力。萨尔茨吉特钢铁公司则将氢气利用于直接复原铁和钢铁出产的卑鄙工序——冷轧等。奥钢联不只仅将氢气用于钢铁出产,还试图将充裕氢气利用于汽车等行业,拓展工业链。

  特色——超前策划 重视可行性研讨

  从特色来看,这3家钢企都重视应用社会资本;重视提前策划,意在实现2050年的减排目的;器重技巧经济可行性研讨。

  起首,这3家钢企启动的氢能应用项目参加方浩繁,包含电力企业、电网公司、电解水制氢中心设备供给商、研讨机构等。他们充足施展了这些企业在氢能出产、利用、推广、原资料供给等方面的上风,如电力企业重要担任可再生动力发电方面的任务等。

  这3家钢企的氢能应用项目失掉了当局部分的资金支撑,降低了企业累赘,如瑞典钢铁公司的HYDRIT名目失掉了瑞典动力署大批的资金支撑。政府部分的参加有利于名目结果的推广利用。

  其次,这3家钢企发动氢能应用项目研讨的时光是2016年~2017年,名目预研与中试将在2021年前后实现,尔后将停止近10年的树模运转测试,在2035年阁下实现贸易化运转,确保到2050年实现减排目的。为此,这3家钢企都断定了阶段性目的,确保名目稳步推动。这3个名目的树模运转测试时光都在10年阁下,表现了钢企推动氢能应用项目标难度。

  再其次,瑞典钢铁公司、萨尔茨吉特钢铁公司的研讨重点都包含技巧经济可行性。他们从发电本钱、制氢本钱、焦炭本钱和碳排放的买卖本钱等方面综合评估了氢能在钢铁企业应用的可行性。

  日本钢铁行业氢能应用

  2014年11月份,日本钢铁协会依据《巴黎协议》断定了到2030年实现钢铁产业零碳排放的目的。拟经由过程生态化工艺、生态化产物、生态化处理方案来实现这一目的。

  现在,日本钢铁协会正在推动COURSE50(翻新炼铁工艺技巧)国度项目,以及铁焦炼铁,氢复原炼铁,碳捕集、存储与应用等技巧。为此,日本钢铁协会研讨了寰球吨钢二氧化碳排放强度和钢铁行业二氧化碳排放总量情形,见表。

  以后,日本钢铁协会推进的低碳工艺技巧以COURSE50为基本,以氢气替换局部焦炭的氢复原炼铁技巧为主,共同使用碳捕集、存储与应用技巧。此中,最要害的工艺技巧是氢复原炼铁技巧。日本钢铁协会依据以下公式盘算氢复原炼铁技巧的本钱:

  Fe2O3+3/2H2+48kJ→Fe+3/2H2O

  日本钢铁协会预算出产1吨生铁须要601尺度立方米氢气,弥补吸热反映须要67尺度立方米氢气,加热熔化到1600摄氏度须要85尺度立方米氢气,合计须要753尺度立方米氢气,依照75%的热效力盘算,产生1吨生铁须要的氢气度为1000尺度立方米。到2100年,寰球氢气需要量为1.2万亿尺度立方米/年。

  日本钢铁协会还依照以后的炼焦本钱预算出钢铁行业能够接收的氢气本钱为7.7美分/尺度立方米。

  在推进COURSE50名目的同时,日本钢铁协会还将推进一些基本性研讨,到2100年实现这些技巧的全体利用,实现全社会低碳排放。这此中的中心技巧包含零排放发电技巧,核电、可再生动力发电技巧,无碳制氢技巧,应用核电和可再生动力低本钱、大量量制氢技巧等。

  我国钢企在氢能应用方面的举措

  2019年4月28日,生态情况部等5部委结合发布《对于推动实行钢铁行业超低排放的看法》,意在进一步下降钢铁行业各出产环节的传染物排放。钢铁企业尤其是特大型钢铁企业为了顺应海内国际局势,也开端踊跃参加氢能应用项目。

  2019年1月份,宝武团体与中核团体、清华大学签署《核能—制氢—冶金耦合技巧策略配合框架协定》,三方将强强结合,资本共享,独特打造核冶金工业同盟。

  2019年3月份,皇冠体育官网与皇冠体育官网工程院策略咨询核心、皇冠体育官网钢研、西南大学结合组建氢能技巧与工业翻新核心,独特推动氢能技巧翻新与工业开展。皇冠体育官网将重点在氢气存储与运输、燃料电池汽车、富氢冶金技巧等范畴发展研究。

  两家皇冠体育官网钢铁企业涉足氢能应用,思绪各别。宝武团体重要采取核能电解制氢工艺,但也不消除其余方面的利用扩大。皇冠体育官网以后重要依靠钢铁企业本身副产物制氢,制氢工艺成熟、本钱绝对较低。在利用方面,皇冠体育官网后期将重要在氢燃料电池工业链停止规划,前期才会开展到富氢冶金技巧范畴。

  由于拟采取的制氢工艺差别,两家皇冠体育官网钢企所抉择的重点配合伙伴也有所差别。现在这两家皇冠体育官网钢企的后期项目研讨尚未失掉政府基金或专项科研基金的支撑。与外洋企业比拟,在氢能制取的电解槽、燃料电池电极等方面,海内另有差距,有须要吸引电解槽装备供给商、燃料电池供给商或相干研究机构参加。

  信任在海内企业、高级院校及科研院所、资料供给商、电力企业等的普遍参加和当局的鼎力支撑下,经由长时光的一直努力,皇冠体育官网钢企的氢能应用之路,终能适应时期的请求。

 

        《皇冠体育官网冶金报》(2019年08月02日 02版二版)

起源:皇冠体育官网冶金报-澳门皇冠体育app

编纂:宋玉铮

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