歐洲各大鋼企低碳冶金重點項目進(jìn)展淺析
碳中和推動歐盟政府先后出臺了多項政策助推鋼鐵工業(yè)的低碳能源轉(zhuǎn)型，歐洲各大鋼鐵企業(yè)也紛紛提出了各自的碳減排目標(biāo)。安賽樂米塔爾（下稱安米）計劃到2050年實現(xiàn)碳中和；瑞典鋼鐵公司（SSAB）計劃到2045年實現(xiàn)無化石能源煉鋼；蒂森克虜伯（下稱蒂森）承諾到2030年將二氧化碳排放量比當(dāng)前水平減少30％，并將綠色鋼鐵產(chǎn)量增加至300萬噸；英國鋼鐵公司則計劃到2040年率先實現(xiàn)二氧化碳的凈零排放。
那么，歐洲各大鋼鐵企業(yè)低碳冶金重點項目進(jìn)展如何？
目前，歐洲各大鋼鐵企業(yè)已經(jīng)陸續(xù)制訂了各自的低碳冶金項目突破時間表：
SSAB的無化石燃料HYBRIT中試工廠于2020年8月31日投運，并且計劃于2025年投產(chǎn)第一個HYBRIT示范工廠。除此之外，SSAB計劃于2030年~2040年完成對于全部工廠高爐的改造，到2045年完全實現(xiàn)無化石燃料煉鋼。
奧鋼聯(lián)的H2FUTURE綠氫中試工廠于2019年11月份投運。此外，奧鋼聯(lián)與三菱重工合作的HYFOR氫基粉礦還原中試機(jī)組于2020年底投運。
安米于2020年12月份完成了綠色鋼材的首次銷售，并計劃于2022年實現(xiàn)綠色鋼材銷售量突破60萬噸。3月18日，安米宣布推出XCarb計劃。該計劃旨在將安米目前所有低碳冶金和綠色創(chuàng)新項目整合為一個整體計劃，以便更加有效率地實現(xiàn)碳中和。安米在“智能碳使用”技術(shù)路徑方面的主要項目包括：2017年~2021年開展的Carbon2Value項目，旨在開發(fā)低碳技術(shù)，將鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳等廢氣轉(zhuǎn)化并應(yīng)用于新的價值鏈；計劃于2022年投運Torero示范工廠（將廢木材轉(zhuǎn)化為生物煤）、Steelanol示范工廠（用高爐中廢氣制造生物乙醇）。此外，2月份安米西班牙希洪鋼廠（Gijon）成功完成了高爐富氫焦?fàn)t煤氣試驗。安米在“碳直接避免”技術(shù)路徑方面的主要項目有：正處于設(shè)計和融資階段的氫基直接還原技術(shù)示范工廠；將于2022年結(jié)題的SIDERWIN項目，該項目的“直接電解鐵礦石”中試線也將于明年投產(chǎn)。安米將組合采用“清潔電力”“循環(huán)碳”和“碳捕捉與儲存（CCS）”3種形式以更快地實現(xiàn)碳中和。
塔塔公司于2018年開始對HIsarna項目（直接利用煤粉和粉礦的熔融還原技術(shù)）展開工業(yè)試驗，并于今年計劃在印度建立第2個年產(chǎn)能為40萬噸~70萬噸的試驗工廠。HIsarna工藝取消了燒結(jié)和煉焦等高排放工序。有研究認(rèn)為，如果該項目所采用的工藝與碳捕獲、利用與封存技術(shù)集成，則可以將二氧化碳排放量減少80％~90％，或?qū)⒊蔀榭梢院途G色氫基直接還原技術(shù)相提并論的另一條主流技術(shù)路徑。除此之外，塔塔公司的Athos項目(排放氣體加工成化工原料)計劃到2027年將二氧化碳排放量減少100萬噸；2030年，將在荷蘭建設(shè)年產(chǎn)能100萬噸~150萬噸的工業(yè)級示范生產(chǎn)線。
蒂森于2019年11月11日完成了杜伊斯堡9號高爐的注入氫氣試驗，計劃于2025年投運第一座應(yīng)用綠色氫基直接還原工藝的工廠，年產(chǎn)能可達(dá)40萬噸，同時計劃于2030年將該工廠產(chǎn)能增加至300萬噸/年。
瑞典礦業(yè)集團(tuán)（LKAB）計劃到2045年實現(xiàn)二氧化碳排放量清零，并且計劃從鐵礦石供應(yīng)商轉(zhuǎn)型為應(yīng)用綠色氫基直接還原工藝的海綿鐵供應(yīng)商。
瑞典H2GS公司于3月份宣布，將在瑞典北部建造大型無化石能源煉鋼廠。該項目同時計劃建設(shè)一座千兆規(guī)模的綠色制氫廠，計劃于2024年投產(chǎn)，到2030年年產(chǎn)能將達(dá)到500萬噸優(yōu)質(zhì)鋼。該項目第一階段的總?cè)谫Y額約為25億歐元，通過股權(quán)和綠色項目融資相結(jié)合的方式籌集。
歐洲鋼企低碳技術(shù)與關(guān)聯(lián)行業(yè)的耦合
低碳技術(shù)與綠色氫制備行業(yè)的耦合。
根據(jù)歐洲氫能組織（Hydrogen Europe)研究，氫氣產(chǎn)業(yè)的投資集中在3個方面：氫氣生產(chǎn)制備領(lǐng)域、氫氣運輸基礎(chǔ)設(shè)施和存儲設(shè)施的建設(shè)領(lǐng)域、氫氣的應(yīng)用領(lǐng)域。
目前，歐洲氫氣制備市場年產(chǎn)規(guī)模約為1150萬噸，且絕大部分為灰氫（基于傳統(tǒng)能源）。歐盟委員會計劃到2024年將電解槽產(chǎn)能擴(kuò)大到6吉瓦，可生產(chǎn)100萬噸綠氫；到2030年達(dá)到40吉瓦，可生產(chǎn)1000萬噸綠氫。歐洲氫能聯(lián)盟計劃到2030年完成氫產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)布局，整合綠氫和藍(lán)氫的整個產(chǎn)業(yè)鏈，包括制造、使用、運輸和分配等環(huán)節(jié)?；覛淠壳暗某杀緝r格為1.5歐元/千克，藍(lán)氫的成本價格為2歐元/千克，綠氫的成本價格目前最高為5.5歐元/千克。歐洲鋼鐵行業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計，綠氫大約到2030年能夠具備和藍(lán)氫相當(dāng)?shù)某杀靖偁幜Α?
在綠氫制備技術(shù)方面，目前已經(jīng)成熟的技術(shù)有3項：質(zhì)子交換膜技術(shù)、堿性水電解技術(shù)、固體氧化物電解技術(shù)。
蒂森的第一個綠氫項目目前已經(jīng)獲得了工程合同，即為加拿大魁北克水電公司建設(shè)一座88兆瓦、年產(chǎn)1.11萬噸綠氫的電解水廠。該電解水廠的調(diào)試工作計劃于2023年下半年進(jìn)行。除此之外，蒂森還與STEAG能源公司合作，在蒂森的杜伊斯堡STEAG工廠建立電解水廠，該廠所制造的綠氫將被應(yīng)用于蒂森自己的氫冶金工藝。
德國鋼鐵制造商薩爾茨吉特鋼廠（Salzgitter）現(xiàn)已安裝了世界上最大的高溫電解槽。該設(shè)施的額定輸出為720開爾文，每小時可生產(chǎn)200標(biāo)準(zhǔn)立方米的氫氣。WindH2項目是Salzgitter研發(fā)低二氧化碳煉鋼技術(shù)SALCOS?項目的基石，由可再生能源生產(chǎn)的氫氣替代冶煉鐵礦石所需的碳。Salzgitter計劃于2050年完成企業(yè)的低碳能源轉(zhuǎn)型，同時將二氧化碳排放量減少約95％。
除此之外，Salzgitter、蒂森等7家公司組成聯(lián)盟，并計劃于2024年建立氫經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，該產(chǎn)業(yè)鏈將覆蓋從綠氫制造、運輸、儲存到工業(yè)應(yīng)用等各個環(huán)節(jié)。該項目計劃在2024年~2030年分步驟推進(jìn)，目前正在通過歐洲共同利益的重點項目計劃（IPCEI）尋求公共資金援助。
在藍(lán)氫制備技術(shù)方面，蒂森與挪威能源公司Equinor和天然氣輸送系統(tǒng)運營商OGE合作開展了H2morrow聯(lián)合項目研究。該項目旨在利用天然氣生產(chǎn)藍(lán)氫，并在海上永久性地儲存二氧化碳。據(jù)悉，整個項目的價值鏈預(yù)計最早可以于2027年建立。
低碳技術(shù)和綠色能源行業(yè)的耦合。
綠色能源是制造綠氫的基礎(chǔ)。因此，歐洲鋼鐵企業(yè)在涉足制氫領(lǐng)域的同時，也逐漸涉足綠色能源領(lǐng)域，包括陸上風(fēng)能、海上風(fēng)能、太陽能等。
目前，Salzgitter正在建設(shè)與氫氣電解對接的風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，總裝機(jī)容量為30兆瓦，包括7臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其中的3臺將建在Salzgitter的Flachstahl工廠，另外4臺將建在該公司的其他工廠。
低碳技術(shù)和化工行業(yè)的耦合。
碳捕捉與利用過程可將煉鋼產(chǎn)生的一氧化碳或二氧化碳等廢氣用作化學(xué)工業(yè)的原料，制造燃料、肥料和其他有價值的產(chǎn)品。
“INITIATE”為歐洲鋼鐵行業(yè)與化學(xué)工業(yè)合作的創(chuàng)新型工業(yè)轉(zhuǎn)型項目，將開發(fā)新型的協(xié)同循環(huán)技術(shù)，將鋼鐵行業(yè)的殘留富碳?xì)怏w轉(zhuǎn)化為高純度尿素。目前，歐盟政府已撥款2100萬歐元以援助和鼓勵鋼鐵行業(yè)和化工行業(yè)之間建立工業(yè)共生關(guān)系。該項目于2020年11月份正式啟動，預(yù)計將持續(xù)4年~5年的時間。
（信息來源：www.pipew.com）