8月31日，全球第一個無化石海綿鐵中試工廠在瑞典呂勒奧舉行了啟動儀式。瑞典首相Stefan L?fven出席了儀式。全過程通過網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行了直播。
圖為儀式現(xiàn)場
HYBRIT為瑞典的“突破性氫能煉鐵技術(shù)”技術(shù)攻關(guān)項目( HYdrogen Breakthrough Ironmaking Technology)，由三家行業(yè)巨頭（SSAB、歐洲最大鐵礦石生產(chǎn)商LKAB公司和歐洲最大電力生產(chǎn)商之一瑞典大瀑布電力公司）合資創(chuàng)建的HYBRIT發(fā)展有限公司負(fù)責(zé)推進(jìn)。合作的科研機(jī)構(gòu)包括瑞典皇家理工學(xué)院、呂勒奧理工大學(xué)、瑞典國家研究院、瑞典鋼鐵研究所Swerim等。SSAB、LKAB和Vattenfall計劃打造世界上第一個擁有“無化石鋼鐵制造”價值鏈。
SSAB的目標(biāo)是，到2026年，通過HYBRIT技術(shù)，在世界上率先實現(xiàn)無化石冶煉技術(shù)；到2045年，SSAB將完全按無化石工藝路線制造鋼鐵。該單元在SSAB位于Svart?n的工廠。在中試工廠生產(chǎn)氫氣，并用氫氣直接還原鐵礦石（DRI）。主要能源是來自Vattenfall的無化石電力。采用電解水大規(guī)模制氫和電弧爐工藝，實現(xiàn)用電和氫代替煤炭，每年需要15太瓦時，相當(dāng)于瑞典年發(fā)電量的1/10。（2）位于Malmberge和Lule?的無化石球團(tuán)單元在Lule?的一個實驗燃燒爐和Malmberge的一個工廠進(jìn)行替代燃料和新加熱技術(shù)的試驗，將從化石燃料加熱轉(zhuǎn)型為可再生生物燃料加熱。試驗生物油系統(tǒng)是試驗階段的一部分，目標(biāo)是將LKAB的一個球團(tuán)廠從化石燃料轉(zhuǎn)化為100%可再生燃料。Malmberge的化石產(chǎn)生的二氧化碳排放量將減少40%，相當(dāng)于每年約6萬噸。（3）位于Lule?的儲氫單元（計劃2021年建設(shè)）計劃建造一個儲氫研究設(shè)施用于儲能。該試驗工廠在SSAB位于Lule?的工業(yè)區(qū)。正在調(diào)查在靠近SSAB工業(yè)區(qū)的Svart?berget老鐵礦石儲存區(qū)修建一個臨時小型試驗性儲存區(qū)的可能性?？赏ㄟ^錯峰起到平衡電網(wǎng)的作用。這將是未來支撐和穩(wěn)定能源系統(tǒng)的重要組成部分。HYBRIT與傳統(tǒng)高爐的工藝流程比較見下圖：（左側(cè)為傳統(tǒng)高爐的工藝路線、右側(cè)為HYBRIT的工藝路線）。
中試階段的總費用估計為20億瑞典克朗左右。瑞典能源署已承諾出資5.99億瑞典克朗，SSAB，LKAB和Vattenfall這三個所有者將以等額份額出資。
（1）2016年，SSAB，LKAB（歐洲最大的鐵礦石生產(chǎn)商）和Vattenfall（歐洲最大的能源公司之一）聯(lián)手創(chuàng)建了HYBRIT。目標(biāo)是使用非基于化石的電力和氫氣替代煉焦煤等傳統(tǒng)工藝，以實現(xiàn)無化石煉鋼技術(shù)。
（2）2016年至2017年為預(yù)可行性研究階段。研究的結(jié)論是，考慮到當(dāng)今的電價，煤炭價格和CO ?排放成本，無化石鋼的價格將高20%~30％。但是，隨著無化石基能源的電價下降，以及歐盟碳排放交易系統(tǒng)（ETS）推動的二氧化碳排放成本上升，無化石基鋼材產(chǎn)品將具備成本競爭力。（3）2018年夏季開始進(jìn)入中試階段。在瑞典呂勒奧的SSAB工廠開工建設(shè)全球第一個無化石鋼鐵生產(chǎn)中試工廠。在HYBRIT中試工廠中，采用電解水產(chǎn)生氫，然后檢驗氫的直接還原技術(shù)的可行性，用該技術(shù)制造直接還原鐵（DRI），即海綿鐵。然后將DRI與原始廢料一起用作煉鋼的回收廢料。（4）2019年夏季，在瑞典Malmberget的LKAB工廠建造無化石化的球團(tuán)機(jī)組。通過用生物燃料替代化石燃料，以實現(xiàn)基于無化石燃料工藝的鐵礦石球團(tuán)礦制造技術(shù)。另外，還計劃在Svart?berget的LKAB建造一個位于地下25-35米的氫氣存儲中試線，該項目靠近呂勒奧的HYBRIT中試工廠。預(yù)計該存儲中試線將于2022年到2024年投入運行。（5）2020年8月5日，在球團(tuán)工藝中使用無化石燃料的試驗獲得成功。無化石鋼的生產(chǎn)始于礦山和加工廠。下一代球團(tuán)工廠的開發(fā)正在進(jìn)行中，LKAB對HYBRIT的貢獻(xiàn)是開發(fā)無化石球團(tuán)，這需要在過程中改進(jìn)加熱工藝。LKAB在馬爾姆貝格特的一個現(xiàn)有球團(tuán)廠中，目前正在進(jìn)行全面試驗，用生物油代替化石油，在試驗期內(nèi)，該項目的排放量減少了40%，試驗期將持續(xù)到2021年。除此之外，以無化石電力和生物燃料為基礎(chǔ)的替代燃料也進(jìn)行了試驗。其中包括氫和等離子體。結(jié)果是有積極的，但需要進(jìn)一步研發(fā)，才能全面實施。（6）2020年8月31日，全球第一個無化石海綿鐵中試線投入運行。（1）工業(yè)級的示范線與HYBRIT的中試線同步建設(shè)。工業(yè)級示范線的啟動比原計劃提前了3年。計劃于2023年開工建設(shè)、2025年投產(chǎn)示范工廠。該示范工廠年產(chǎn)能100萬公噸，即LKAB在Malmberget總產(chǎn)能的20%，以及SSAB在Lule?的高爐近一半產(chǎn)能。與此同時，SSAB的Oxel?sund的高爐將進(jìn)行改造，計劃于2026年實現(xiàn)商業(yè)化的鐵礦石基、無化石的冶煉工藝路線。SSAB最早將于2025年之前，將CO ?排放量減少25％。（2）示范工廠成功后，進(jìn)行傳統(tǒng)工藝路線的徹底改造。計劃于2030年~2040年將其全部的傳統(tǒng)高爐切換為電弧爐。同時，SSAB開始逐步淘汰整個公司的軋鋼廠和熱處理廠的化石燃料工藝，2045年完全實現(xiàn)無化石鋼鐵制造。來源：寶鋼歐洲研發(fā)中心 劉獻(xiàn)東編者注：信息來自SSAB及HYBRIT公開發(fā)布的信息
