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150年肩负使命——“ #向绿色金属转变”

2023: 塑造金属的未来

在150年系列的最后一部分,我们将展望未来。有一点确定的是:未来必须是“绿色的”,因为我们只有通过可持续的方式生产金属,才能有效抑制气候变化。

2023年3月1日,西马克集团与蒂森克虏伯钢铁欧洲公司(TKSE)签订合同,开始对欧洲最大的钢铁企业之一进行脱碳,该公司二氧化碳的排放量占德国总碳排放量的 2.5%。我们将在杜伊斯堡建设一座结合电熔炼炉的直接还原工厂,可以无缝集成到钢厂的现有设施。有了这个新的直接还原炼铁厂,蒂森克虏伯钢铁公司就可以用其来代替一座现有高炉,而高炉正是温室气体的主要排放源。

 

就在5个月前,我们与钢铁初创企业 H2 Green Steel 合作启动了一个项目。西马克集团正在为世界上首家绿色钢铁厂提供技术,与传统钢铁厂相比,该钢铁厂减少了高达95%的二氧化碳排放量。H2GS的能源供应完全基于氢气和源于可再生资源的绿色电力。

2023年3月1日与蒂森克虏伯钢铁欧洲公司签署合同
蒂森克虏伯钢铁欧洲公司直接还原工厂和开放式电熔炉效果图
基于绿电、绿氢和最新技术,H2GS将比传统钢铁厂减少高达 95% 的二氧化碳排放量

绿色钢铁之路

蒂森克虏伯钢铁和H2GS项目是通往未来绿色钢铁之路的灯塔项目,我们很自豪能够通过这样的项目成为钢铁行业脱碳的“领跑者”。然而,我们也知道,今后需要推动全世界范围内碳减排工厂和技术的广泛实施,因为仅钢铁行业的碳排放就占现在全球二氧化碳总排放量的8%左右。问题是,哪些技术可以为我们所用,且如何以经济可行的、全球规模化的方式实现这一巨大转变呢?

 

蒂森克虏伯钢铁和H2GS的一个共同特征是它们都依靠直接还原。有几项难关阻碍了这项技术成为最终的解决方案。首先,最重要的因素是基于竖炉的直接还原技术需要使用高品味的铁矿石球团,然而现在,运往全球市场的这种原料仅不到4,000万吨。其次,要达到全球钢铁市场所需求的规模,想要普遍采用绿氢进行还原,在经济可行性方面是极具挑战性的。第三,电力消耗成为了一个重要因素,因为到2050年必须将可再生能源发电量增加一倍以上,以实现净零目标。全球现有可再生能源发电能力的三分之二(约 2,000 千兆瓦)需要留给钢铁工业,这是一个惊人的数字。最后值得一提的是,这种转变的速度也很重要,因为对目前工厂建设者们的能力水平和融资机会的限制也面临着重大挑战。尽管存在这些复杂因素,仍有相关预测显示,直接还原产能预计将从现在的 1.17 亿吨增长到 2050 年的近 5 亿吨,约占钢铁总产量预测的25%。

电炉炼钢路线是生产净零排放钢铁的最快方式,仅需使用绿色电力。然而,废钢的供应量限制了这一工艺路线的扩展。世界钢铁协会(World Steel Association)预计,到2050年,每年可利用的废钢总量将达到14亿吨。然而,其中约三分之一的废钢将用于初级炼钢,通过直接废钢回收的废钢总量预测将在8.5亿吨至9亿吨之间。这意味着,电炉钢的产量占钢铁总产量将从现在的23%增加到35%。

目前的预测还表明,在未来三十年,高炉路线将继续发挥重要作用。到2050年,世界粗钢产量的近40%(约8.5亿吨)预计将通过常规路线生产。这就是为什么高炉向低碳排放运行的转变是钢铁工业脱碳的关键挑战之一。

EASyMelt即电辅助合成气冶炼高炉,是我们给出的解决方案,它可以被集成到现有的联合钢铁厂中,为全球现有高炉的脱碳提供了重要路径。EASyMelt代表了一种炉料资源灵活、抗能源危机、经济高效的直接还原技术的替代方案,与直接还原工厂相比,EASyMelt的投资和运营成本要低得多。

2023年6月,西马克集团与 塔塔钢铁公司(Tata Steel)签署了协议,双方将联手推进和示范这一工业规模的突破性技术。通过实施EASyMelt,塔塔钢铁公司的目标是与基准运营相比,二氧化碳排放量减少 50%以上,展示了客户对于可持续钢铁生产的推动。

近零排放钢铁生产技术取决于绿色能源和原料的供应量
直接还原工厂
电弧炉
EASyMelt 原理
不同钢铁生产工艺的二氧化碳排放量。

金属的循环经济:西马克的贡献

西马克的主要优势在于,在过去的发展历程中,我们不仅在钢铁冶金领域,而且在铝、铜和其他有色金属领域均积累了丰富的专业知识。在这方面,我们的技术重点是将这些金属的回收利用作为循环经济的组成部分。循环经济是指从“生产-消费-废弃”的线性模式向循环系统的过渡。金属特别适合循环经济,因为它们非常耐用,易于维修,而且几乎可以无限循环利用。

然而,回收铜和有色金属是一项日益复杂的任务,因为在移动电话等现代应用中,这些金属与塑料等其他材料一起构成了部件中的一个功能单元。溶解这些化合物、分离金属、并以最高纯度回收,需要用到我们特殊的冶金专业知识。

我们目前正在美国与Aurubis 公司合作建设多金属回收厂,这个项目就是西马克循环经济能力的最好证明。该工厂将回收废弃电路板或电缆中的电子废物,并回收铜、镍、锡、贵金属和铂族金属等原材料。这些金属是能源转型、可持续交通和数字化过程中的重要原材料。另一个例子是我们与合资企业 Primobius为梅赛德斯-奔驰提供的电池回收工厂。该项目通过湿法冶金工艺,使废弃的锂离子电池被回收利用,将金属重新用于新电池的生产。

2023 年 9 月的 Aurubis 工厂
(版权所有:Aurubis AG)

我们的使命:#向绿色金属转变

应对气候变化是全人类的任务。作为生产和回收所有主要金属的设备及技术供应商,我们在向绿色金属工业转型的过程中发挥着至关重要的作用。在这一使命中,我们还可以依靠我们在过往历史中积累的基础:我们拥有强大的根基,这赋予了我们应对当今挑战的实力和专业知识。我们拥有全球性的组织架构,可以向全球所有国家提供设备和服务,并根据当地需求调整我们的解决方案。我们拥有专业知识,可以通过在项目过程中安装我们的技术,将想法变为现实。我们拥有开发未来绿色技术的创新能力。最后,我们提供服务,帮助客户提高绩效,使他们有能力投资于可持续发展的解决方案。让我们共同塑造未来 150 年的金属世界!

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