假如咱们想美化国际咱们必须在不运用煤炭的情况下制作钢铁

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  上一年,英国亿万富翁、实业家兼GFG联盟负责人Sanjeev Gupta宣告,他方案经过将怀亚拉钢铁厂变成“绿色钢铁”发电厂,该厂坐落南澳大利亚州人口第四多

  Gupta于2020年6月声势浩大地对怀阿拉工厂进行了为期三个月的检查,旨在确认本钱节省办法,到2024年,用超越10亿美元的现代炼钢设备替代现在由高污染焦化或冶金煤(一种用于制作钢铁根本原资料的煤炭——一种由90%碳组成的硬多孔物质)驱动的高炉。

  他方案的中心是转向运用当地风能和太阳能发电制作氢气,并运用氢气而不是焦煤来出产钢铁。

  南澳大利亚州政府怅然支撑将该州(50%以上的动力经过可再生动力发生)作为“氢气”的重点项目,总理史蒂文·马歇尔于2019年9月宣告,“国际上没有其他地方比南澳大利亚州更有才干出产、消费和出口100%的绿色氢气”。

  当地政府以为,氢发电厂将发明新的就业机会,专家对此表明同意——条件是有政治志愿开发正确的技能,以完成大规模氢气出产,并将现在的绿色电力容量增加一倍以上(例如制作更多的风力涡轮机)。

  氢气焚烧丰厚、廉价且洁净,正被称为未来的燃料,并已成为澳大利亚优先低排放技能。依据政府第一份低排放技能声明,出产每公斤2美元以下的清洁氢气是优先延伸方针。

  假如运用低排放或零排放源出产,氢气或许会使动力和工业部分脱碳,这些部分加起来占全球温室气体排放量的近75%。仅用于出产钢铁的动力就占7%多一点。

  依据2018年CSIRO的一份陈述,氢气的潜在用处包含经过将其用作复原剂而不是煤炭来制作绿色钢,为电动汽车和货车供给动力,为集装箱船供给动力(运用氢气制成的液氨),为发电涡轮机供给动力,乃至用于烹饪和供暖。

  澳大利亚一切州都供认氢气是一种清洁动力,而且都致力于以反映这一实际的办法改变经济。

  咱们需求依据三个色彩类别来考虑氢气:“灰色”,从煤炭或天然气等化石燃料中提取出来,发生排放到大气中的二氧化碳;“蓝色”,与灰色大致相同,但捕获了二氧化碳排放;以及“绿色”——清洁的替代品,氢气是经过一个称为电解的进程运用电力出产的,该进程将水分裂成氢气和氧气。

  假如氢气的出产来自可再生动力(太阳能和风能),则该进程不会发生任何二氧化碳。

  钢铁是现代国际的基建——不只需求很多的煤炭发电来制作。钢自身一般运用煤炭制成。假如咱们想美化国际,找到一种没有煤炭的钢铁——“绿色钢铁”——的办法至关重要。

  一般“旧”钢主要由铁矿石(本质上是氧气和铁原子作为氧化铁结合在一同)制成,澳大利亚具有丰厚的铁矿石。依据美国地质调查局的数据,澳大利亚具有国际上最大的铁矿石储量,为480亿吨(其次是巴西,为290亿吨)。从这个视点来看,480亿吨将把墨尔本板球场填满看台顶部——大约4000倍。

  高炉出发生铁是制作钢材的第一步,运用焦炭——冶金煤研磨后呈现的产品,加热到约980°C,这个进程能够别离油、焦油、氮和灰氢等其它物质。

  生铁依然需求阅历另一个称为根本氧钢化的进程才干变成钢铁,这增加了更多的温室气体排放。

  也能够在电弧炉(EAF)中熔化废钢并制作新钢。EAF出产液态钢,然后能够依据职业需求(如轨迹、施工梁等)铸造和制成不同的产品。这是一个更可继续的进程(作为循环经济的一部分),发生大约四分之一的二氧化碳排放量(每吨钢铁0.5吨二氧化碳),详细取决于电力的绿色程度。问题是,没有满意的废钢来满意需求,跟着钢材的一次又一次地收回,质量问题呈现了。

  纽卡斯尔大学ARC澳大利亚铁矿石先进技能研究中心主任Tom Honeyands教授说,为了让怀阿拉变得彻底绿色,它需求用直接复原厂(运用绿色氢气)和电弧炉(运用可再生动力)替代现在的高炉出产。

  “他们有合适这种工艺道路的铁矿石颗粒来历”,他们将选用与瑞典开发的名为Hybrit的相似工艺,该工艺由瑞典钢铁制作商SSAB、国有公用事业公司Vattenfall和矿工LKAB一同具有。

  假如你有铁矿石颗粒,你能够直接做复原铁(DRI)。直接复原意味着运用氢气和一氧化碳气体从铁矿石中剥离氧气以取得金属铁,然后金属铁能够与废料一同在电弧炉中熔化。

  国际上最常见的DRI工艺是Midrex工艺,以开发该工艺的美国技能公司命名。现在,该工艺中运用的灰色氢气和一氧化碳气体来自天然气,该工艺每吨钢依然发生约一吨二氧化碳。

  但将来,Midrex工艺或许会进行调整,以便在可用时运用越来越多的绿色氢气。与绿色电力相结合,它将供给一条制作根本上零二氧化碳排放的绿色钢的途径,就像Hybrit技能相同。

  但是,为了使整个炼钢进程彻底绿色,需求考虑整个出产链,从用于将矿石从地下运送的机器,到用于运送矿石的设备,再到用于制作清洁动力风力涡轮机的资料。

  还需求考虑制作方面和技能的生命周期,而不只仅是电力方面。现在,该项目处于’更好’而不是‘完美’。

  仅仅从运用化石燃料衍生钢制作的涡轮机中发生清洁动力是不行的,但这至少是一个开端。

  阿德莱德大学动力技能中心开创主任Gus Nathan教授表明,即便南澳大利亚州等现已依靠太阳能和风能发电,“假如咱们要坚持电网更环保,并出产绿色铁/钢产品,还需求制作更多的绿色电力”。

  从长远来看,用氢气制成的绿色钢或许会在本钱上与传统钢竞赛。澳大利亚智库Beyond Zero Emissions的专家参谋Michael Lord表明,在短期内,政府和公司或许乐意付出溢价,作为其气候许诺的一部分。

  瑞典现在在大规模绿钢出产的商业化方面处于国际领先地位,其H2绿色钢厂成立于2020年,将于2024年开端出产绿色氢钢。Hybrit技能于2020年在一家无化石燃料钢试点工厂开端测验运营;它期望在2026年取得商场认可的绿色钢。



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