摘要:也许你知道瑞典SAAB的耐磨钢在全球享有盛誉,Sandvik(山特维克)的不锈钢广泛应用于高端工业领域,OVAKO在轴承钢制造领域占据重要地位。
说到瑞典,你会想到什么?
是北欧的极光、宜家的家居、沃尔沃的汽车,还是阿巴乐队的经典旋律?
笔者之前介绍过瑞典最大的一家钢厂——SSAB
今天,我们要介绍的是瑞典的另一张新名片——全球第一家大型绿色钢铁厂,Stegra。
也许你知道瑞典SAAB的耐磨钢在全球享有盛誉,Sandvik(山特维克)的不锈钢广泛应用于高端工业领域,OVAKO在轴承钢制造领域占据重要地位。
那Stegra又是啥?
这是一家2020年新成立的公司,成立时名字叫H2 Green Steel,最近改名Stegra,其创建目的是使难以减排的行业脱碳。引用这家公司官网的话:我们正在引领一场清洁工业革命,从钢铁开始。
这口气,像不像美国大河钢铁曾经说的:我们是一家高科技公司,只是恰巧从事了钢铁行业。
那么,这家钢厂在减碳方面到底有什么绝活呢?我们来看看
我们都知道,自然界中的铁是以氧化铁的形式存在的 ,无论是四氧化三铁,还是三氧化二铁,俗称铁矿石。从铁矿石变成铁,就需要用还原剂进行还原反应。几百年来,我们一直用碳作为还原剂:3C+2Fe2O3→4Fe+3CO2
毕竟,煤炭是地球上储量丰富的化石燃料之一,无论是经济性还是技术成熟性,碳都是炼铁过程最理想的还原剂,而且,生成的副产品——二氧化碳,是一种无色无味无毒的三无产品,人畜无害,毕竟人呼吸的时候,呼出的也是二氧化碳。
直到近现代,人们发现:二氧化碳的增加导致地球平均气温上升,引发全球变暖。导致冰川和冰盖融化,海平面上升。极端天气事件(如热浪、干旱、暴雨和飓风)的频率和强度增加,对人类社会和自然生态系统造成严重影响。
这就有了后来的《巴黎协定》
那钢铁行业怎么办?
换还原剂呗,氢气自然就成为了替代碳的最佳选择。氢气还原氧化铁是一种清洁、高效的炼铁方法:3H2+Fe2O3→2Fe+3H2O
显然,从反应式也可以看出,不再有二氧化碳,而是生成了水!
所以,钢铁行业要脱碳。首先需要氢气!氢气从哪来?电解水!
阳极:2H2O→O2+4H++4e−
阴极:2H2O+2e−→H2+2OH−
于是,Stegra正在建造世界上最大的氢气电解槽之一,预计到 2030 年,Stegra的氢气厂将生产向市场供应 500 万吨优质钢材所需的绿色氢气。
也许有人又要问,电解水的电从哪来,如果还是烧煤发电,岂不又有二氧化碳产生了?Stegra宣称:当使用来自风能、太阳能或水力发电等来源的可再生电力通过电解生产时,它的二氧化碳排放量为零。
直接还原塔
在Stegra的瑞典博登,一座高耸的 145 米直接还原塔(Midrex®直接还原铁工厂)正在建设中,未来,在这个还原塔中,来自全球四大矿商之一的Vale公司生产的球团矿将被作为原料,输送至这个还原塔中。
球团矿
然后在这个“魔法塔”中,绿电电解的氢气和球团矿发生还原反应,很快将铁矿石转化为颗粒状的海绵铁(DRI)。
海绵铁
很快将铁矿石转化为海绵铁。这些铁将用于我们的各种钢铁产品,但一部分也将作为热压铁 (HBI) 销售给其他希望尽早进入更可持续钢铁生产的钢铁制造商。
然后进入一个CSP® Nexus连铸连轧厂,这同样也是一项先进的技术。就这样近零碳排放,乃至零碳排放的热轧钢卷就诞生了。热轧卷材是最基本的扁平钢产品,也将是Stegra绿色钢铁工厂的第一款产品。
连铸连轧产线
此外,在瑞典博登的工厂,还将建设一个先进的冷轧厂,酸洗、冷轧和退火,以及镀锌工序,用于将热轧卷再进行深加工。
热轧卷、热轧酸洗、冷轧、热镀锌产品规格
工厂效果图
是不是很美好?
作为欧洲 50 年来第一家新建钢厂,目前还在建设过程中,预计到 2030 年,Stegra每年将生产 500 万吨绿色钢材。
尽管还在建设中,但是已经有不少客户预定Stegra的钢材了:
从 2026 年起,保时捷和保时捷的各家直接生产材料供应商将获得该公司近乎零排放的钢材供应。
同样瑞典的沃尔沃集团也与Stegra签订长期供应协议。向沃尔沃集团交付的产品将于 2026 年年中开始。
确实,Stegra的绿色钢铁项目为我们描绘了一个充满希望的未来,展示了工业脱碳的可能性和迫切性。然而,正如任何革命性转变一样,它也伴随着挑战和未知。比如:
绿色钢铁项目的初始投资巨大;电解水制氢、直接还原铁(DRI)和电弧炉炼钢等新技术的稳定性和可靠性;与传统炼钢流程相比的成本问题,以及下游用户对绿钢价格的接受度问题;……来源:聊聊钢铁一点号