氢气还应用于其他一些工业应用的脱碳,特别是钢铁工业。随着需要摆脱高炉中的煤炭使用,最有前途的低碳替代品之一是在直接还原铁 (DRI) 工艺中使用氢气。一些重要的示范项目正在建设中,尤其是在瑞典 3 。其他欧洲钢铁制造商也在制定将 DRI 引入其工艺的计划。未来几年需要跟踪的一个不确定因素是向低碳氢的转变可能在多大程度上导致一些工业迁移:可能有一种逻辑是,DRI 工艺应该在世界上可再生能源成本最低且铁矿石合适的地区 (例如澳大利亚、南美洲) 进行,而不是进口低碳氢用于欧洲的 DRI 工艺。
以使用低碳氢生产直接还原铁为中心的“突破性”初级炼钢技术正在获得关注。一条年产 6000 万吨的商业规模生产能力管道计划于 2030 年投入运营。然而,这条管道还达不到 1.9 亿吨/年的近零排放初级生产能力(约占钢铁总产能的 7%),而这一能力必须在该日期之前投入运营,以确保全球钢铁行业走上与 1.5°C 一致的净零排放道路。在管道项目中,只有三个项目在获得最终投资决定 (FID) 后破土动工,即瑞典博登的 H2 绿色钢铁厂(500 万吨/年)、德国萨尔茨吉特的 Flachstahl 工厂(200 万吨/年)和安赛乐米塔尔位于加拿大汉密尔顿的 Dofasco 工厂(250 万吨/年)。
增加基于废钢的电弧炉的份额。该工艺通过在电弧炉中熔化更多废钢,最大限度地提高了二次流和回收利用率。电弧炉生产商更加环保,能够灵活应对需求的起伏。然而,转向基于电弧炉的钢铁生产需要未来可再生电力的供应,以及充足的优质废钢供应。优质废钢是生产优质产品的必要条件,而这些产品目前主要通过综合路线生产。如果没有优质废钢,可以将低质量废钢与直接还原铁混合,以确保电弧炉投入的高质量。6 增加基于电弧炉的钢铁生产的份额将在钢铁行业脱碳方面发挥关键作用。然而,这一作用将取决于优质废钢的区域供应情况,因此在优质废钢供应不足的地区可能会受到限制,因此必须采用其他技术。对优质废钢的需求增加也将导致基于电弧炉的钢铁生产成本增加。
废钢质量预测和原材料优化在电弧炉炼钢中的重要性 废钢是电弧炉 (EAF) 工艺中最重要的输入材料,而经过精心分拣的干净废钢的供应却越来越有限。目前,全球55%的可用废钢(约8.8亿吨)是报废废钢,其成分高度不确定。预计到2050年,这一比例将上升到65%。1 在欧洲,超过60%的可用废钢中已经含有超过0.3%的不需要的元素,这些元素无法通过电弧炉工艺中的氧化作用去除。2 此类不需要的元素只能通过直接还原铁 (DRI)/热压铁块 (HBI) 或高质量且昂贵的废钢等原生铁源来稀释。因此,至关重要的是尽可能多地物理分离不需要的废钢部分,或者在现场准确了解每种废钢的确切属性。这些特性包括实际化学成分、金属产率和要装入熔炉的废钢混合物中每种废钢类型的特定能耗。只有准确了解这些废钢特性,才能制定出有理有据的、
ACC 美国化学理事会 ACEEE 美国能源效率经济委员会 AEO 年度能源展望 AMO 美国能源部先进制造办公室 ANL 阿贡国家实验室 BAU 一切照旧 BF 高炉 BF-BOF 高炉-碱性氧气转炉 BOTTLE 防止热塑性塑料进入垃圾填埋场和环境的生物优化技术(美国能源部联盟) Btu 英国热量单位 BTX 苯、甲苯和二甲苯 CCS 碳捕获和储存 CCUS 碳捕获、利用和储存 CDQ 干熄焦 CH 4 甲烷 CHP 热电联产 CO 一氧化碳 CO 2 二氧化碳 CO 2e 二氧化碳当量 CSP 聚光太阳能热发电 CST 聚光太阳能热能 DAC 直接空气捕获 DOE 美国能源部 DRI 直接还原铁 EAF 电弧炉 EERE 美国能源部能源效率和可再生能源办公室 EIA 美国能源信息署 EU 欧盟
首字母缩略词和缩写列表 BF 高炉 BOF 碱性氧气转炉 BTU 英热单位 CCUS 碳捕获、利用和储存 CE 公元 CO 2 二氧化碳 DRI 直接还原铁 EAF 电弧炉 EC 电力使用 ED 电力需求 EIA 美国能源信息署 EPA 美国环境保护署 FReSMe 从钢铁残余气体到甲醇 GHG 温室气体 GHGRP 温室气体报告计划 H 2 DRI 氢气直接还原 HBI 热压铁块 HYBRIT 氢气突破炼铁技术 IAC 工业评估中心 KDE 核密度估计 MECS 制造业能耗调查 MMBtu 百万英热单位 NAICS 北美行业分类系统 NP 非确定性多项式时间 PAUP 使用 Paup 进行系统发育分析 SIC 标准行业分类 SIDERWIN 通过电解法开发工业无 CO 2 钢铁生产新方法
ACEC 非洲清洁能源走廊 AfCFTA 非洲大陆自由贸易区 AfDB 非洲开发银行 AfSEM 非洲单一电力市场 AU 非洲联盟 AU-EU 非洲联盟-欧盟 BMBF 德国联邦教育和研究部 CBAM 碳边境调整机制 CIF 气候投资基金 CO 2 二氧化碳 COP 联合国气候变化大会或《联合国气候变化框架公约》缔约方大会 DFI 发展金融机构 DRC 刚果民主共和国 DRI 直接还原铁 EAPP 东非电力联盟 EC 欧盟委员会 ECDPM 欧洲发展政策管理中心 EGD 欧洲绿色协议 ENTSO-E 欧洲电力传输系统运营商网络 EU 欧盟 GDP 国内生产总值 GOI 印度尼西亚共和国政府 GW 吉瓦 IEA 国际能源署 IFI 国际金融机构 IPG 国际合作伙伴集团 IPP 独立电力生产商 IRENA 国际可再生能源机构 JETP 公平能源转型伙伴关系 LCOE 平准化电力成本 LEAF 利用能源获取融资框架 LIC 低收入国家 LNG 液化天然气 LPG 液化石油气 MASEN 摩洛哥可持续能源机构
缩略词列表 ARENA 澳大利亚可再生能源机构 BF 高炉 BHB Broken Hill 专有 BNEF 彭博新能源财经 BOF 高氧炉 BTU 英热单位 CAPEX 资本支出 CHP 热电联产 CO 2 二氧化碳 CO 2e 二氧化碳当量 CSM 科罗拉多矿业学院 CSP 聚光太阳能发电 DPM 柴油颗粒物 DRI 直接还原铁 EIA 美国能源信息署 GDP 国内生产总值 GER 总能源需求 GHG 温室气体排放 GWh 千兆瓦时 HFO 重质燃料油 HVAC 供暖、通风和空调 ICMM 国际矿业与金属理事会 IEA 国际能源署 IPP 独立电力生产商 IRENA 国际可再生能源署 JISEA 联合战略能源分析研究所 kWh 千瓦时 LCOE 平准化能源成本 Mt 公吨 MW 兆瓦 NREL 国家可再生能源实验室 OPEX 运营支出 PPA 购电协议 PV 光伏 R&D 研究与开发 S&T 密苏里科技大学科技 SDG 可持续发展目标 TWh 太瓦时
BIM 建筑信息模型 BVKm 十亿车辆公里 CBAM 碳边境调整机制 CCACB 气候变化和适应协调委员会 CCMSAP 气候变化减缓战略和行动计划 CCUS 碳捕获、利用和储存 CH 4 甲烷 CO 2 二氧化碳 CoHE 高等教育委员会 CORSIA 国际航空碳抵消和减排计划 DRI 直接还原铁 ED 消费税 EPB 建筑能源性能 EPC 能源性能证书 ETS 排放交易体系 EU 欧盟 EV 电动汽车 FT 高速列车 GAP 良好农业规范 GDP 国内生产总值 GPP 绿色公共采购 GW 千兆瓦 ha 公顷 HFC 氢氟碳化物 HST 高速列车 IPCC 政府间气候变化专门委员会 ITMO 国际转移减缓成果 ITS 智能交通系统 LCE 低碳经济 LTS 长期气候战略 LULUCF 土地利用、土地利用变化和林业 mha 百万公顷 MRV 监测、报告和核查 Mton 百万吨MTP 中期计划 MW 兆瓦 MWh 兆瓦时 N 2 O 一氧化二氮 NDC 国家自主贡献 NF3 三氟化氮 NIR 国家清单报告
该公司在巴西、波斯尼亚、加拿大、哈萨克斯坦、利比里亚、墨西哥、乌克兰、南非以及通过其在印度的合资企业和在加拿大(巴芬兰)的联营公司开展铁矿石开采业务。该公司在哈萨克斯坦开展煤炭开采业务。安赛乐米塔尔的主要采矿产品包括铁矿石块、粉矿、精矿、球团矿、烧结料、冶金煤(包括硬煤和软煤)。此外,安赛乐米塔尔还生产大量直接还原铁(“DRI”),这是一种废料替代品,用于其小型钢厂设施以补充外部金属采购。截至 2022 年 12 月 31 日,安赛乐米塔尔的铁矿石储量(包括安赛乐米塔尔拥有不到 100% 的矿山储量,基于安赛乐米塔尔的所有权百分比,即使安赛乐米塔尔有权开采所有储量,也包括使用受到限制的储量)估计为 41.54 亿吨矿山储量,其煤炭总储量估计为 2.07 亿吨矿山储量。有关拥有矿产储量和资源以及所有权结构的实体的详细列表,请参阅“物业、厂房和设备——储量和资源(铁矿石和煤炭)”。公司的长寿命铁矿石和煤炭