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鋼鐵行業(yè)占全球碳排放量的 8%，令人震驚。隨著氣候變化的影響逐漸成為政策制定者和環(huán)保人士關(guān)注的焦點(diǎn)，鋼鐵貿(mào)易的深度減排對(duì)于實(shí)現(xiàn)全球排放目標(biāo)至關(guān)重要。
包括澳大利亞首席科學(xué)家艾倫芬克爾和澳大利亞首富安德魯福雷斯特在內(nèi)的一些人認(rèn)為，零碳綠色鋼鐵行業(yè)的關(guān)鍵是氫。
2020 年，澳大利亞最大的鋼鐵生產(chǎn)商BlueScope鋼鐵排放了該國近 12% 的制造業(yè)排放量?，F(xiàn)在，BlueScope已表示希望在十年內(nèi)向零碳綠色鋼過渡，并在 2050 年之前將總排放量減少到零。該公司的部分宏偉計(jì)劃包括建造一個(gè) 10 兆瓦的電解槽，將水分解成氫氣和氧氣。
問題是這項(xiàng)技術(shù)尚未得到大規(guī)模驗(yàn)證，使用當(dāng)前技術(shù)將使綠色鋼變得更加昂貴。
綠色鋼鐵是如何生產(chǎn)的
傳統(tǒng)的煉鋼工藝首先將鐵礦石轉(zhuǎn)化為生鐵，然后將生鐵用于煉鋼。 由煤制成的焦炭用于轉(zhuǎn)化過程，導(dǎo)致排放很大比例的二氧化碳。
通過使用不含化石的能源（即氫）作為粘合劑而不是焦炭，制造綠色鋼鐵就不會(huì)產(chǎn)生較多的二氧化碳排放。
有兩種方法可以在鋼鐵生產(chǎn)中使用氫氣：作為高爐 - 堿性氧氣爐 (BF-BOF) 路線中的輔助還原劑或作為稱為直接還原鐵，或 在DRI工藝中作為唯一還原劑 (H2-DRI)。這樣生產(chǎn)生鋼的副產(chǎn)品是水蒸氣，而不是大量的二氧化碳。
綠色鋼鐵之路任重而道遠(yuǎn)
雖然使用氫氣作為煤炭的替代品聽起來是一個(gè)理想的解決方案，但挑戰(zhàn)在于生產(chǎn)氫氣的成本。電解和蒸汽重整是提取氫氣的兩個(gè)主要過程，能耗極高且成本高昂。這是它在世界范圍內(nèi)沒有被大量使用的真正原因。
瑞典 HYBRIT 項(xiàng)目 2018 年的一項(xiàng)研究估計(jì)，綠色鋼的成本將比傳統(tǒng)高爐鋼高出約 20% 至 30%。
如果 BlueScope認(rèn)真對(duì)待實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)，他們將需要驚人數(shù)量的氫氣。使用電解槽從水中生產(chǎn)綠色氫氣所需的電量是目前在肯布拉港生產(chǎn)鋼鐵所用電量的 15 倍。
BlueScope鋼鐵的技術(shù)負(fù)責(zé)人 Chris Page 最近在虛擬市政廳社區(qū)會(huì)議上講述了公司的目標(biāo)和面臨的挑戰(zhàn)?！熬蜌錃舛?，我們將需要大量氫氣。我們將進(jìn)行一個(gè) 10 兆瓦的試點(diǎn)，并將 300 兆瓦的氫氣用于高爐。目前，澳大利亞最大的電解槽只有 1.25MW。但是想要全氫鋼生產(chǎn)，我們將需要像 1400MW 左右的電解槽來做到這一點(diǎn)。為了讓您了解我們所討論的規(guī)模，舉個(gè)例子，今天肯布拉港的日常委會(huì)僅需不到 100 兆瓦的電力。也就是說，我們需要目前電力用量的15倍，而且能源必須是可再生的才能實(shí)現(xiàn)綠色鋼鐵轉(zhuǎn)型的目標(biāo)?！?
瑞典 SSAB 公司已小規(guī)模驗(yàn)證了綠色鋼模型，該公司在項(xiàng)目啟動(dòng) 5 年后生產(chǎn)了 100 噸鋼。 雖然世界上第一種不含化石的鋼證明了這是可能的，但BlueScope鋼鐵的技術(shù)負(fù)責(zé)人 Chris Page警告說，向綠色鋼的過渡還有很長的路要走?！斑@不會(huì)是一天、一個(gè)月或一年，而是幾十年?！?
BlueScope新任氣候變化首席執(zhí)行官格雷塔·斯蒂芬斯 (Gretta Stephens) 也表示同意這是一項(xiàng)長期戰(zhàn)略?！半m然正在進(jìn)行大量的研究和開發(fā)，但這項(xiàng)技術(shù)還需要幾十年的時(shí)間。它需要大量的可再生能源和整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)才能建立起來，而這不會(huì)是BlueScope獨(dú)自就能做到的?！彼沟俜宜古空f。
海上風(fēng)能是關(guān)鍵嗎？
海上風(fēng)電場可以提供生產(chǎn)氫氣所需的大部分可再生能源，目前已經(jīng)有十多個(gè)申請(qǐng)?jiān)诎拇罄麃喐鞯剡M(jìn)行建設(shè)。
氣候委員會(huì)估計(jì)，這種電力將便宜、豐富且不含化石燃料，為當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)和新的可再生氫出口行業(yè)提供推動(dòng)力。
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