近期，歐盟鋼鐵企業(yè)已經(jīng)啟動(dòng)了三大全新的研究計(jì)劃，旨在開發(fā)減少煉鋼工藝的二氧化碳排放，來自能源和其它行業(yè)的項(xiàng)目合作伙伴也參與了這些項(xiàng)目，合作開發(fā)新技術(shù)，以減少鋼鐵工業(yè)對(duì)全球變暖的影響。
奧地利：生產(chǎn)綠色氫氣的項(xiàng)目
為了生產(chǎn)綠色氫氣，歐盟“地平線2020”（Horizon 2020）項(xiàng)目已經(jīng)投入了1200萬歐元用于實(shí)施“H2Future”項(xiàng)目。利用質(zhì)子交換膜（PEM）技術(shù)在電解槽中生產(chǎn)工業(yè)和電力存儲(chǔ)專用的綠色氫氣，項(xiàng)目總預(yù)算約1800萬歐元，周期4.5年。
該項(xiàng)目的合作方包括奧鋼聯(lián)、西門子、奧地利電力聯(lián)盟（Verbund）、奧地利電網(wǎng)公司（APG）等研究機(jī)構(gòu)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正在建設(shè)一個(gè)中試設(shè)備，即全球最大的電解廠用于生產(chǎn)綠色氫氣。該廠將建在奧地利林茨市的奧鋼聯(lián)公司，生產(chǎn)的綠色氫氣將直接投入內(nèi)部廢氣網(wǎng)絡(luò)，從而在鋼鐵生產(chǎn)的不同工序檢驗(yàn)氫氣的使用效果。
近十年，奧鋼聯(lián)集團(tuán)已經(jīng)在奧地利國(guó)內(nèi)運(yùn)行的環(huán)保設(shè)備投入了22億歐元左右。奧鋼聯(lián)集團(tuán)負(fù)責(zé)人表示，為了迎接氣候和環(huán)保的未來挑戰(zhàn)，奧鋼聯(lián)致力于鋼鐵生產(chǎn)工序的逐步脫碳化研究。未來20年間，該集團(tuán)將通過采用技術(shù)手段在鋼鐵生產(chǎn)中用替代能源取代煤炭。
歐盟燃料電池與氫聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目（FCHJU）支持歐洲燃料電池和氫能源技術(shù)的研發(fā)和實(shí)證活動(dòng)，其目標(biāo)是加快這些技術(shù)的市場(chǎng)引進(jìn)步伐，在低碳系統(tǒng)上充分發(fā)揮技術(shù)潛力。燃料電池作為一種高效轉(zhuǎn)換技術(shù)，氫氣作為清潔能源載體，在二氧化碳減排方面潛力巨大，可以減少對(duì)碳?xì)浠衔锏囊蕾嚕兄诮?jīng)濟(jì)發(fā)展，F(xiàn)CHJU的最終目標(biāo)是通過各行業(yè)的共同努力為歐洲帶來益處。
德國(guó)：“Carbon2Chem”研究項(xiàng)目
“Carbon2Chem”是由德國(guó)蒂森克虜伯公司所發(fā)起的一項(xiàng)10年的合作研究項(xiàng)目，旨在將鋼鐵工廠的廢氣轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品原材料，這些廢氣中的溫室氣體二氧化碳將不再排放至大氣中。“Carbon2Chem”的特點(diǎn)是包含廣泛的、跨行業(yè)合作，共有16家來自不同行業(yè)的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)作為合作方參與這一項(xiàng)目，將為鋼鐵生產(chǎn)、發(fā)電和化工生產(chǎn)構(gòu)建一種全新的網(wǎng)絡(luò)。由德國(guó)聯(lián)邦教研部（BMBF）提供6000萬歐元以上的資助。
就目前而言，鋼鐵工序產(chǎn)生的廢氣主要用于發(fā)電站發(fā)電，以及為其它行業(yè)的生產(chǎn)工序供熱。然而這些包括二氧化碳在內(nèi)的廢氣也可作為原材料。“Carbon2Chem”項(xiàng)目的研究目標(biāo)就是將鋼鐵廠廢氣轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品，這也意味著溫室氣體二氧化碳今后也許不再會(huì)直接向大氣排放。化工生產(chǎn)工序所需的熱量將來自可再生能源產(chǎn)生的電力，但在此項(xiàng)技術(shù)正式達(dá)到工業(yè)規(guī)模應(yīng)用之前，至少需要10年的時(shí)間。
使用鋼鐵廠廢氣所需的基礎(chǔ)化工工藝和技術(shù)已經(jīng)廣為人知，鋼鐵廠產(chǎn)生的廢氣是轉(zhuǎn)化為氨氣這類肥料的初始原料，盡管不具備成本效益，但在技術(shù)上完全可行。該工序也可以回收鋼鐵廠廢氣中的部分二氧化碳，或者利用廢氣生成甲醇，這種工序可以回收幾乎全部的二氧化碳。
然而，可再生能源的波動(dòng)仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，這就需要化學(xué)轉(zhuǎn)化工序所需的催化劑來應(yīng)對(duì)這些劇烈的波動(dòng)。在這一領(lǐng)域還需要做更多的研究工作，還需要開發(fā)出生產(chǎn)氫氣的高效、低成本方法。鋼鐵廠廢氣的洗滌和制備也是另一個(gè)需要進(jìn)一步研究的領(lǐng)域。
位于杜伊斯堡的蒂森克虜伯公司于去年11月建立了一個(gè)技術(shù)中心，該公司認(rèn)為，“Carbon2Chem”項(xiàng)目是未來鋼鐵生產(chǎn)必須邁出的一步，如果該項(xiàng)目成功，將會(huì)顯著減少鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放，與此同時(shí)，“Carbon2Chem”項(xiàng)目將為鋼鐵生產(chǎn)奠定全新的、可持續(xù)的發(fā)展路徑。
“Carbon2Chem”工藝將在中試工廠進(jìn)行測(cè)試，蒂森綜合性成套設(shè)備可將基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)規(guī)模，該技術(shù)中心計(jì)劃于明年春天落成。
瑞典：“無二氧化碳鋼鐵工業(yè)”計(jì)劃
在瑞典，鋼鐵企業(yè)SSAB、聯(lián)合礦業(yè)公司LKAB和能源公司Vattenfall，于去年春天發(fā)起了一項(xiàng)“無二氧化碳鋼鐵工業(yè)”計(jì)劃，旨在解決瑞典鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放問題。項(xiàng)目目標(biāo)是構(gòu)想一種工序，采用氫氣替代高爐用的燃煤和焦炭，最終生成水而不是二氧化碳，具體研究?jī)?nèi)容包括：無化石燃料的球團(tuán)生產(chǎn)工藝、以氫氣為原料的直接還原工藝、在電爐中采用海綿鐵、為氫氣生產(chǎn)和儲(chǔ)存提供電源。
該計(jì)劃分為三個(gè)階段：首先是至今年底的可行性研究，隨后是2024年的中試工廠研究和測(cè)試，最后一步是，2035年進(jìn)行示范工廠的測(cè)試。
瑞典非常適于發(fā)展具有專業(yè)的創(chuàng)新型鋼鐵工業(yè)，具備無化石燃料的電力以及歐洲最高品質(zhì)的鐵礦石。但是，為了完成這一項(xiàng)目，需要瑞典政府、研究機(jī)構(gòu)和高校在全國(guó)范圍內(nèi)開展廣泛合作，周期為20-25年。
SSAB、LKAB和Vattenfall的這一計(jì)劃已經(jīng)獲得了瑞典能源局的額外支持，在今年2月份，該局通過一項(xiàng)決議，將為這項(xiàng)研究項(xiàng)目提供10200萬瑞典克朗（約合1050萬歐元）的資助，與此同時(shí)，三家企業(yè)決定成立一家合資企業(yè)，加快推進(jìn)這一計(jì)劃的實(shí)施。
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