瑞典卢勒亚——数百年来，以炼焦煤为原料的狂暴高炉锻造了用于汽车、铁路、桥梁和摩天大楼的钢材。

但燃煤烟雾是二氧化碳的重要来源，二氧化碳是导致气候变化的吸热气体。

根据世界钢铁协会的数据，2020 年生产的每公吨钢向大气排放的二氧化碳量几乎是其两倍（1.8 吨）。

2020 年，炼钢的直接排放总量约为 26 亿吨，约占全球二氧化碳排放量的 7%。

在瑞典，一家钢铁巨头 SSAB 的排放量约占该国排放量的 10%，这要归功于其在北部城镇吕勒奥（Lulea）等工厂运营的熔炉。

但在不远处，一家高科技试点工厂正在寻求显着减少钢铁生产所涉及的碳排放，方法是将部分工艺从燃烧炼焦煤转向燃烧本身由可再生能源生产的氢气。

HYBRIT——或称氢突破炼铁技术——是 SSAB、矿业公司 LKAB 和瑞典国有电力公司 Vattenfall 于 2016 年成立的合资企业。

Vattenfall 的行业脱碳负责人 Mikael Nordlander 表示：“可再生能源、无化石能源的成本已大幅下降，与此同时，2015 年减少全球排放的意识和《巴黎协定》的意识也在提高。”

“我们意识到，我们现在可能有机会在工业中直接使用化石燃料，而这种电力来自无化石能源，”他补充说。

去年，该工厂进行了首次商业交付。承诺大幅减少排放的欧洲汽车制造商需要更清洁的钢材。中资沃尔沃集团成为第一家与 HYBRIT 合作的汽车制造商。采购主管 Kerstin Enochsson 表示，钢铁是他们汽车碳足迹的“主要贡献者”，碳足迹在 20% 到 35% 之间。

“作为一家电力公司，仅仅解决尾气排放问题是不够的。我们也需要关注汽车本身，”她说。

包括大众汽车在内的其他公司的需求也发出了对绿色钢材有需求的信号。欧洲的钢铁制造商已宣布计划扩大无煤钢铁的生产。

HYBRIT 工艺旨在用氢和可再生电力取代传统上用于矿石炼钢的炼焦煤。

它从与氢气反应并还原为球形“海绵铁”的棕色铁矿石颗粒开始，由于去除氧气后留下的孔隙而得名。然后将其在电炉中熔化。

如果氢气也是使用可再生能源制造的，则该过程不会产生二氧化碳。

“我们得到铁，然后得到水蒸气，”SSAB 的首席技术官 Martin Pei 说。“水蒸气可以在该过程中冷凝、再循环、再利用。

“我们真正解决了炼钢过程中二氧化碳排放的根本原因，”他说。

钢铁是一种可回收材料，但在推动社会转型和建造风力涡轮机、太阳能发电厂、输电线路和新型电动汽车的推动下，预计未来几年对合金的需求将会增长。

“钢是一种极好的建筑材料。也可以一次又一次地回收钢材，”裴说。“你可以尽可能多次地重复使用钢材。

“今天唯一的问题是目前用铁矿石炼钢的方法排放了太多的二氧化碳，”他说。

到本十年末，欧盟正试图将 27 个国家集团的二氧化碳总排放量与 1990 年的水平相比减少 55%。其中一部分努力包括让公司为其二氧化碳排放付费并鼓励转向低碳替代品。

瑞典钢铁行业已经制定了到 2045 年实现“无化石”运营的计划。SSAB 在 1 月份提出了自己的计划，即到本世纪末在很大程度上消除其炼钢过程中的二氧化碳排放。

瑞典钢铁生产商协会 Jernkontoret 的能源和环境主管 Helen Axelsson 说：“这些公司非常清楚他们在当前流程中的可能性和局限性，他们必须对此采取一些措施。”

但根据世界钢铁协会的数据，全球 70% 以上的钢铁生产发生在亚洲，那里的钢铁生产商无法获得与工业化时间较长的国家相同数量的旧废钢。这是全球南方每吨钢铁的平均排放量较高的另一个原因。

哥德堡查尔姆斯大学能源技术教授菲利普·约翰森表示，制造氢气和清洁钢铁所需的大量可再生电力可能会使 HYBRIT 工艺在世界其他地区的推广变得困难。

“我想说，主要的挑战是获得大量电力并持续提供电力，”他说。

小型 Lulea 试验工厂仍然是一个研究设施，到目前为止只生产了几百吨。计划在 2026 年之前建造一个更大的示范工厂并开始商业交付。

本文转载自公众号：冶金计量与信息化