从综合炼钢、高炉 (BF)-碱性氧气转炉流程向温室气体排放更低的替代流程的转变是钢铁行业脱碳的一个发展趋势。直接还原铁 (DRI)-电弧炉 (EAF) 路线就是这样一种流程。然而,当使用传统上在高炉中加工的低品位、高脉石铁矿石时,DRI-EAF 路线效率低下,而高炉占世界铁矿石供应的绝大部分。以低排放流程有效加工高炉级铁矿石的能力对于全球钢铁行业脱碳至关重要。本研究建议在使用高炉级铁矿石时使用电炉来提高整体工艺产量和效率,并将其与已建立的 DRI-EAF 工艺进行了比较。
• 本表按不同燃料类型汇总了各部门的能源消耗。工业、交通运输、家庭和服务业的数据来自 DUKES 最终用户能源消耗数据,请参阅 DUKES 1.1.5。 • 公路运输(附加细目)使用外部承包商提供的按车辆类型(例如汽车、重型货车)划分的燃料消耗数据计算,以估计公路运输部门客运和货运最终能源消耗的比例。公路部门消耗的电力和天然气不包含在该细目中。 • 直到 1995 年,高炉煤气都包括在焦炭和精煤中,包括电力转换、焦炉使用和损失。从 1996 年起,高炉煤气包含在总量中,仅包括焦炉和损失,这与编制能源平衡表的方法一致。
虽然钢铁行业的 CCUS 进程持续停滞,但一些钢铁企业正在从以煤为基础的炼钢转向 DRI,这是一项非常成熟的技术,随着这种替代还原剂的成本下降,它可以以绿色氢气为原料运行。几乎所有规划或建设商业规模低碳炼钢产能的钢铁企业都已转向以氢为基础或备有氢能的 DRI 工厂,而不是 CCUS。DRI 工厂的 2030 年项目产能已达到每年 9600 万吨 (Mtpa),而用于高炉炼钢的商业规模 CCUS 产能仍停留在 1Mtpa(图 3)。用于高炉炼钢的 CCUS 正在被一种更好的替代方案所取代,这种替代方案可以在成本和减排方面胜过它。
粗钢是钢熔炼后的第一种固态,适合进一步加工和转化,可通过两种方式生产(图 1)。这两种工艺通常都遵循两个步骤:1)炼铁——用还原剂将铁矿石(氧化铁)还原为铁;2)炼钢——在炉中将铁转化为钢。更具体地说,这两种工艺使用:1)煤、高炉 (BF)、生铁(纯铁产品)和碱性氧气顶吹转炉 (BOF) 或 2) 合成气(合成气)——氢气 (H2) 和一氧化碳 (CO) 的混合物、竖炉或回转窑、直接还原铁 (DRI) 和电弧炉 (EAF)。目前,大约三分之二的粗钢是通过 BF-BOF 工艺生产的,该工艺使用高炉生产铁,然后使用 BOF 将铁转化为粗钢——其中很大一部分是高品质原始(非回收)粗钢。其余三分之一的粗钢由电弧炉生产。尽管电弧炉使用废钢生产当今大部分再生钢,但它们也可以使用直接还原铁生产原钢。
- 钢铁有可能成为首批生产绿色产品的难以减排的行业之一。• 作为其新工业战略的一部分,欧盟委员会于 2021 年 5 月发布了一份重要工作文件“迈向具有竞争力的清洁欧洲钢铁”。该文件描述了欧盟的钢铁脱碳愿景,其要点包括:- 钢铁是现代工业化经济的重要材料,- 低碳炼钢生产需要彻底改变。- 低碳解决方案预计将在 2030 年左右推出商业化,但今天就需要制定雄心勃勃的计划。- 这是一场与时间的赛跑,因为 2050 年仅是一个投资周期之后,绝大多数高炉需要在未来十年内更换(根据 Agora Energiewende 的数据,在欧盟,70% 的高炉产能将在 2030 年之前达到使用寿命并需要重新投资),因此未来五年至关重要。 - 大多数低碳钢生产工艺在技术上尚不成熟,目前尚不清楚未来哪种工艺将占据主导地位。
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
神户制钢所的前身铃木商店以“增进国家利益”为企业理念,致力于实现日本依赖进口的工业产品的国产化,并将这一理念传承给了本公司。神户制钢所以重工业领域的“日本工业独立”为使命,不仅在钢铁领域,还在铝、铜、机械、工程、建筑机械等行业推出了许多日本首批国产产品。二战结束后仅三个月,本公司就恢复了线材生产,为日本的早期复兴做出了贡献。1995年的阪神淡路大地震中,本公司遭受了巨大损失,神户工厂(现神户线材工厂)的高炉也遭到破坏。原本预计需要六个月才能修复的高炉,在短短两个半月内就修复完毕,成为神户市震后复兴的象征。自创业以来,神钢集团一直秉持“不遗余力地为社会做贡献”的精神,如今已成为神钢集团的核心价值,致力于通过技术、产品和服务实现可持续发展的社会。