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日本大力发展零碳排放技术
近年来,日本官方与民间合作,大力开发二氧化碳零排放的零碳钢技术,并朝着实用化的目标努力。相关的前沿研究项目已经进入第二个年头。围绕...
2021-06-243499com拉丝维加斯 浏览(80)

近年来,日本官方与民间合作,大力开发二氧化碳零排放的“零碳钢”技术,并朝着实用化的目标努力。相关的前沿研究项目已经进入第二个年头。围绕零碳钢的生产,使用氢气作为还原剂的炼铁工艺尽管已经具备雏形,但目前还有一些备选的工艺。不过,任何技术都有自身的长处和短处,很难评出优劣。目前研究团队初步敲定了五项技术,并持续推进调查分析。

前沿研究团队项目从2020年开始,为期2年,新能源产业技术综合开发机构(NEDO)作为主导,日本制铁、JFE钢铁和神户制钢等综合钢铁企业,以及金属材料研发中心(JRCM)共同参与。根据2019年的修订值,预算总额约2亿日币。

前沿研究项目的主要课题分为三项:氢气还原炼铁工艺的概念设计和基础数据采集、研究开发路径的策划、相关技术的考察。

零碳钢目前在全球范围内尚未实现商用化,研究团队将其作为技术聚焦点,同时探讨了配套的技术方案。当前考察对象主要包括三项,分别是;氢气在高炉工艺上的应用、高炉煤气回收工艺、竖炉直接还原炼铁工艺。除此之外,通过流动层型直接还原炼铁工艺利用氢气,以及不依赖于氢气的电解法等也是考察的重点。

根据世界各国发表的论文,提出了各技术的优缺点,假设进一步实用的前提下,分析了生产效率和经济性。

在高炉利用氢气方面,官方和民间共同推进的COURSE50项目就是研究氢气还原炼铁的典型案例。如何增大氢气的投入量,也是研究课题之一。在高炉煤气回收方面,甲烷还原方法也是备选工艺,尽管可以应用于现有的高炉工艺,但很难减少煤炭用量。碳回收、储存再利用(CCUS)技术才是关键所在。

在还原炼铁工艺利用方面,主要围绕竖炉进行考察。竖炉主要将天然气作为还原剂,与氢气交替使用较为容易,不过,在氢气稳定供应方面还遇到了一定困难。另一方面,电解法也是相关技术之一,在氢气大量低价供应方面还存在难点。尽管可以减少对氢气的依赖,但电力的使用程度仍是未知数。截至目前,由于受到了生产效率和成本的制约,距离实用化还遥遥无期。

不过,零碳钢一旦实现,实用化技术也不会只有一项。举例来说,改变钢材本质的创造工艺,这也是具有一定意义的。研究团队在本年度之前将实施相关调查,为了有效推进正式的研究开发,基础调查还将持续展开。

值得一提的是,零碳钢的研发还是日本政府的“50年绿色发展战略”之一,预期将投入2万亿日币的绿色创新基金,一旦该基金用于项目的选定,无疑将会反映出前沿项目的研究方向。

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