本報(bào)記者 楊悅
12月5日—6日，世界鋼協(xié)第一屆低碳鋼鐵技術(shù)發(fā)展大會(huì)在阿聯(lián)酋阿布扎比召開。來(lái)自世界各地的20多位鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈專家學(xué)者，聚焦全球范圍內(nèi)低碳鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，圍繞碳減排、碳循環(huán)利用、氫冶金及電氣化等話題展開了深入交流。
12月5日，普銳特冶金技術(shù)公司全球創(chuàng)新與信息技術(shù)負(fù)責(zé)人，高級(jí)副總經(jīng)理亞歷山大·弗萊徹德爾（Alexander Fleischanderl）做的題為《綠色在行動(dòng)——鐵原料遇見可再生能源》的報(bào)告吸引了全場(chǎng)參會(huì)人員的廣泛關(guān)注。
亞歷山大表示，可再生能源機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，到2030年，全球71%的高爐需要全面翻新，投資者必須在翻新現(xiàn)有熔爐和改用電弧爐之間做出選擇。未來(lái)10年內(nèi)影響鋼鐵行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的因素有很多，包括碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制（CBAM）、可再生能源的可用性及價(jià)格、原材料品質(zhì)、綠氫的充足供應(yīng)等。他認(rèn)為，鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型需要經(jīng)歷包括優(yōu)化、過(guò)渡，以及最終建立新的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)“綠鋼”商業(yè)化規(guī)模化生產(chǎn)3個(gè)階段。
亞歷山大列舉了鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)“凈零排放”的3個(gè)主要途徑：電氣化，直接避免碳排放（CDA），碳捕集、利用與封存工藝（CCUS）。
他表示，目前全球電爐數(shù)量不斷增加，清潔能源使用比例不斷提高，綠氫逐漸替代碳基還原劑，這些都是鋼鐵行業(yè)通過(guò)電氣化改造實(shí)現(xiàn)“凈零排放”的主要表現(xiàn)。直接避免碳排放是一種基于氫氣和綠色電力實(shí)現(xiàn)零碳排放的鋼鐵生產(chǎn)方式，企業(yè)采用此方式需要建立并完善氫氣生態(tài)系統(tǒng)。碳捕集、利用與封存工藝在鋼鐵行業(yè)有不少成功應(yīng)用案例。例如，日本三菱重工采用“KM CDR”工藝（一種二氧化碳回收工藝），通過(guò)“KS-1”胺基溶液捕集二氧化碳，該工藝二氧化碳捕集率可達(dá)95%。來(lái)自新西蘭的創(chuàng)新公司LanzaTech NZ利用先進(jìn)的氣體發(fā)酵技術(shù)捕集工業(yè)廢氣中的碳，并將這些碳轉(zhuǎn)化為“碳智能（Carbon Smart）”產(chǎn)品，包括乙醇、乙二醇等。
“全球鋼鐵工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的規(guī)模巨大，雖然我們目前還沒有掌握技術(shù)方面的‘靈丹妙藥’，但已經(jīng)確定了主要途徑?！眮啔v山大表示，“到2050年，利用低碳技術(shù)生產(chǎn)的鋼鐵總量占比將從目前的26%增長(zhǎng)至60%以上。這意味著到2050年，全球‘綠鋼’的產(chǎn)量將增加8.5億噸以上。因此，除現(xiàn)有低碳技術(shù)外，鋼鐵行業(yè)還需要研發(fā)新的低碳技術(shù)。”
亞歷山大介紹，圍繞低碳轉(zhuǎn)型項(xiàng)目，歐洲在直接還原鐵（DRI）、電弧爐（EAF）和熔爐（Smelter）方面表現(xiàn)最為活躍。截至目前，歐洲地區(qū)已經(jīng)公布的直接還原鐵廠有37座、電弧爐項(xiàng)目有63個(gè)、熔爐項(xiàng)目有6個(gè)。
“未來(lái)30年～50年，全球配備直接還原工藝的工廠數(shù)量將大量增加。”亞歷山大表示，2016年—2022年，全球共運(yùn)營(yíng)16座直接還原工廠；2021年—2025年，預(yù)計(jì)運(yùn)營(yíng)11座直接還原工廠、推進(jìn)3個(gè)直接還原項(xiàng)目；2026年—2030年，預(yù)計(jì)推進(jìn)5個(gè)直接還原項(xiàng)目，并宣布建設(shè)25個(gè)直接還原工廠。
與之相伴而來(lái)的是直接還原鐵產(chǎn)量的增長(zhǎng)和生產(chǎn)方式的變化。亞歷山大表示，到2030年，全球直接還原鐵產(chǎn)量預(yù)計(jì)達(dá)到1.8億噸，全部采用以天然氣作為還原劑的方式進(jìn)行生產(chǎn)；到2040年，全球直接還原鐵產(chǎn)量將達(dá)到2.68億噸，其中包括以天然氣為還原劑生產(chǎn)的1.74億噸、以天然氣為還原劑并配合CCUS工藝生產(chǎn)的1400萬(wàn)噸、以100%氫氣為還原劑生產(chǎn)的8000萬(wàn)噸；到2050年，全球直接還原鐵產(chǎn)量將達(dá)到5.40億噸，包括以天然氣為還原劑生產(chǎn)的1.62億噸、以天然氣為還原劑并配合CCUS工藝生產(chǎn)的3700噸、以100%氫氣為還原劑生產(chǎn)的2.13億噸。
從原料來(lái)看，亞歷山大預(yù)測(cè)，2019年—2030年，直接還原用鐵礦石產(chǎn)量將由1.19億噸增長(zhǎng)至1.82億噸，高爐用廢鋼產(chǎn)生量將由2.08億噸增長(zhǎng)至2.25億噸，電爐用廢鋼產(chǎn)生量將由5.27億噸增長(zhǎng)至3.92億噸。同時(shí)，全球海運(yùn)鐵礦石貿(mào)易量將由15.45億噸下降至12.85億噸。其中，中國(guó)海運(yùn)鐵礦石貿(mào)易量將下降3.26億噸，印尼將下降3900萬(wàn)噸，中東將增長(zhǎng)2200萬(wàn)噸，印度將增長(zhǎng)1200萬(wàn)噸，亞洲其他國(guó)家將增長(zhǎng)4900萬(wàn)噸，歐盟將增長(zhǎng)1600萬(wàn)噸，其他國(guó)家或地區(qū)將增長(zhǎng)600萬(wàn)噸。
亞歷山大認(rèn)為，一方面，鐵礦石品位變化將決定未來(lái)鋼鐵冶煉流程選擇，目前全球直接還原用鐵礦石資源是有限的，僅占目前海運(yùn)鐵礦石貿(mào)易量的4%；另一方面，能源成本將成為電氣化改造和氫能生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的主要驅(qū)動(dòng)力。
亞歷山大還預(yù)測(cè)了2030年以后全球氫氣市場(chǎng)發(fā)展情況。他認(rèn)為，2030年以后，氫氣產(chǎn)量高且可用于出口的國(guó)家及地區(qū)包括智利、阿根廷、西班牙、意大利、加拿大、澳大利亞、中東和北非；能夠做到自給自足的國(guó)家有中國(guó)、印度、美國(guó)、巴西；氫氣需求量大但產(chǎn)量低需要依靠進(jìn)口的國(guó)家有韓國(guó)、日本、荷蘭、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)；而挪威、新西蘭等則屬于資源稟賦不高且需求量不大的國(guó)家。
亞歷山大介紹，鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型，在生產(chǎn)工藝方面需要經(jīng)歷從碳基生產(chǎn)工藝到去碳化、以天然氣+氫氣為主的生產(chǎn)工藝，再到以冶煉廢鋼為基礎(chǔ)的生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)變；在原材料方面需要經(jīng)歷從以中低品位鐵礦石為主到以高品位鐵礦石為主，再到以廢鋼為主的轉(zhuǎn)變。目前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)?；瘧?yīng)用的低碳生產(chǎn)工藝有MIDREX工藝（用氫氣和天然氣還原球團(tuán)礦），處于試驗(yàn)階段的有Finored（基于氣體的流化床直接還原）工藝、HyREX（基于流化床反應(yīng)的氫還原鐵）工藝、HYFOR（氫基粉礦還原）工藝。其中，F(xiàn)inored工藝、HyREX工5藝用氫氣和天然氣還原燒結(jié)料，HYFOR工藝用氫氣還原鐵礦粉。
圍繞影響“綠鋼”加速研發(fā)的因素，亞歷山大表示：“廢鋼加工商的逆向整合、廢鋼供應(yīng)和質(zhì)量、直接還原用鐵礦石資源供不應(yīng)求、廉價(jià)能源可能促使煉鐵和煉鋼業(yè)脫鉤等因素都有可能產(chǎn)生影響。未來(lái)‘綠鋼’將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，預(yù)計(jì)2025年后將出現(xiàn)每噸300美元～500美元的溢價(jià)，但存在區(qū)域差異。此外，新的鋼鐵企業(yè)和商業(yè)模式也將嶄露頭角?！?/div>
《中國(guó)冶金報(bào)》（2023年12月15日 02版二版）
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編輯：宋玉錚
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