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氫能引發綠色鋼鐵生產變革!瑞典SSAB啟動氫能煉鋼,一文看各國鋼鐵業跑的有多快?

氫能引發綠色鋼鐵生產變革!瑞典SSAB啟動氫能煉鋼,一文看各國鋼鐵業跑的有多快?

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2023-09-03 13:30

瑞典鋼鐵廠SSAB已經找到「乾淨鋼鐵」的生產方式,以氫氣為中介原料,副產品只有水,SSAB稱不需任何化石燃料,因此能解決二氧化碳排放問題,預計2026年進行規模化後開始量產。

高盛報告指出,2050年氫能潛在產值高達30兆新台幣。衝著這個龐大的利益,以及國際話語權,各國卯足全力砸錢發展氫能,國內產業也虎視眈眈,開始埋頭尋找商機。

今周刊於1388期報導,在這場國際卡位戰中,腳步落後的台灣,究竟要從何開始急起直追,政府又能否帶著企業,搭上最後一班氫能列車?

ING集團近日發布「氫引發未來綠色鋼鐵生產變革」報告中指出,綠色鋼鐵在實現淨零排放的道路上,將發揮不少作用,雖然目前氫能煉鋼生產價格仍是煤煉鋼的2倍,但對於以鋼鐵為主的終端產品來說,價格將只會小幅上漲。

 

氫能煉鋼的好處,不僅是碳排放

 

ING集團提到,二氧化碳是全球變暖的根本原因,氫能煉鋼生產更具有其他重要的優勢,像是包括鉛或多環芳烴 (PAC)、氮氧化物 (NOX )、二氧化硫 (SO2 )、顆粒物 (PM10 ) 和氣味會有所減少,並且可能減少生產中的噪音,這改善了居住環境、並減少對環境和製造地當地社區的負面影響。

 

瑞典鋼鐵製造商SSAB在2018年開始氫能煉鋼,是全球第一家,如今全球也只有少數小型試點項目,氫的生產也是能源密集型,因此氫能煉鋼的價格約為煤煉鋼的2倍。

 

瑞典SSAB分享技術:無法靠自己改變鋼鐵業

 

氫的好處甚至超出減少碳排放的範圍,必要條件是生產所需的氫氣時碳排放很少,並且是藍色或「真正的綠色」氫氣,那為什麼它還沒有大量發生?答案其實很簡單:氫能煉鋼技術仍處於起步階段。

 

根據中時新聞網引用生活科學(Live Science)報導,SSAB在聯合國氣候變化大會(COP27)上介紹氫能煉鋼時,首席技術官Martin Pei帶著一瓶水來強調過程清潔度,並展示混合鋼技術(HYBRIT)。

 

他說SSAB已經證明HYBRIT是可行的技術製造清潔鋼,「但SSAB不能只憑自己來改變鋼鐵業,因此願意分享技術,使其他同業也能減少碳排放。」

 

氫氣徹底重新設計煉鋼工藝,使整個過程幾乎無碳

 

ING集團報告中提到,氫氣提供徹底重新設計煉鋼工藝的可能性,神奇之處在於它可使整個過程幾乎無碳。

 

通過氫與鐵礦石直接反應,產生鐵和水來代替鐵和CO2,這種做法稱為直接還原鐵(Direct reduced iron,DRI)),目前是以天然氣操作而不是氫氣,DRI煉鋼的另個好處是在較低溫度下進行,因此需要較少的能量。

 

DRI技術具有許多優點,可顯著減少二氧化氮排放,該過程中還可以使用廢鋼或回收鋼,從而增強循環性,也可以生產高品質鋼材,為專注於高端鋼鐵市場的鋼廠提供了一條綠色途徑。

 

其中,能源工廠也可使用氫氣而非煤炭來運行,煤燃燒時會形成二氧化碳,​​而氫氣與氧氣反應時會變成水。最後,由於鐵礦石可以在較低溫度下還原,大約是1000度,而不是1500度,該過程仍然需要大量能量,但比其他情況下要少。

 

只要電弧爐的電力來源是非化石電力,那麼整個煉鐵工作就沒有化石燃料的參與,也就是「乾淨鋼鐵」。

 

鋼鐵製造商:重點應放在提高回收率和提高傳統煤基工藝的能源效率

 

綠色氫成本的降低,可能是政策制定者制定降低(國內)生產電解槽成本的研發政策的關鍵原因,它可能鼓勵旨在降低運行成本的政策,例如通過增加可再生能源在電網中的份額,這可能會導致電價下降。

 

最後,鋼鐵生產商可能因為通過監管生產綠色鋼鐵,而綠色鋼鐵的用戶可能願意支付溢價。如果這些因素結合在一起,鋼鐵行業可能會儘早開始全力以赴。

 

據彭博新能源財經 (BNEF) 稱,超過6.15億噸鋼鐵(佔全球產量的 18%)處於淨零目標之下,其中大部分目標是到2050 年實現碳中和,幾乎所有鋼鐵製造商都認為,重點應放在提高回收率和提高傳統煤基工藝的能源效率,同時試點碳封存(Carbon Capture and Storage, CCS)和氫氣等深度脫碳技術。

 

中國、盧森堡、德國、南韓、印度、日本、美國各有各的動作

 

全球最大2家鋼鐵公司中國寶武鋼鐵和盧森堡安賽樂米塔爾(ArcelorMittal S.A)等巨頭正在測試CCS和氫能煉鋼。

 

德國蒂森克虜伯(ThyssenKrupp AG)、韓國浦項製,和印度塔塔鋼鐵,正在開發新設備,以適應氫能煉鋼中的低品位鐵礦石,SSAB處於氫能煉鋼領域的前沿,但計劃主要依賴更純淨的鐵,例如再生鋼。

 

日本新日鐵和日本JFE則想透過將CCS應用於現有的煤能高爐來減少排放,但最近也開始研究氫氣。儘管美國鋼鐵公司在某種程度上落後於同業,但在美國加大對氫能和CCS政策支持背景下,也將可能推出CCS和氫能試點。

 

來自阿曼的Vulcan Green Steel是鋼鐵業的一家新公司,計劃從頭開始建設氫能鋼鐵廠,Blastr在挪威和芬蘭也在做類似的事;法國GravitHy專注於生鐵的生產,Van Merksteijn則計劃在荷蘭埃姆斯哈文港口(eemshaven)建造一座綠色鋼鐵工廠,生產特種鋼鐵產品;位於瑞典北部的H2綠色鋼鐵廠,是目前歐洲最先進的綠色鋼鐵項目。

 

烏克蘭尋求400億美元資金重建,目標打造5000萬噸綠色鋼鐵產業

 

最後,烏克蘭也可能是成為推動該行業變革的國家。隨著戰爭持續不斷,他們開始考慮長期重建工作。世界銀行估計烏克蘭重建將花費超過4000億美元,烏克蘭正在尋求高達400億美元資金,啟動「綠色馬歇爾(Green Marshall Plan)」計劃以重建其經濟,重點發展鋼鐵產業,打造5000萬噸綠色鋼鐵產業。

 

今周刊封面故事

台塑、中油、和泰都參戰,護國神山把它當救星 30兆氫商機卡位戰

 

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