劉峰
近期,印度塔塔(Tata Steel)旗下塔塔鋼鐵荷蘭公司(Tata Steel Nederland)宣布重大轉型計劃,旨在提升長期競爭力并加速“綠色鋼鐵”生產。印度塔塔表示,重組對于恢復財務業績和支持未來投資是必要的,特別是在該公司準備實施50億歐元(約合58億美元)的“綠色鋼鐵”計劃之際。這一“綠色鋼鐵”計劃的核心舉措包括:到2030年用直接還原鐵(DRI)+電爐(EAF)替代1座高爐;每年計劃減少約500萬噸碳排放;與荷蘭政府談判,爭取資金和政策支持。
塔塔鋼鐵荷蘭公司在荷蘭、比利時、德國均有鋼鐵生產活動,所生產的高品質鋼材主要用于建筑、汽車、工程等領域。塔塔鋼鐵荷蘭公司力爭到2030年能夠實現1.8噸二氧化碳/噸鋼的排放水平(即實現碳減排35%~40%),并到2045年實現自身運營碳中和。該公司采用的主要降碳策略是“源頭降碳”,以氫代煤。而艾默伊登鋼鐵廠作為塔塔鋼鐵荷蘭公司在歐洲唯一運行高爐的鋼鐵生產基地,承擔著該公司主要的碳減排任務。該廠目前的兩座高爐年產共計600萬噸鐵水,其中6號高爐能生產250萬噸鐵水,7號高爐能生產350萬噸鐵水;粗鋼總產量為750萬噸,所生產和加工的鋼材產品主要為冷軋卷、熱鍍鋅和涂漆卷板、鍍錫產品。
早在2022年,塔塔鋼鐵荷蘭公司就與加拿大赫氏公司進行了合作,考慮采用“氫基直接還原豎爐—電爐工藝” 在艾默伊登鋼鐵廠推進低碳綠色轉型。依托于赫氏公司的高效電爐連續煉鐵煉鋼工藝 (CRISP+)技術 ,通過氫氣還原高爐品位的球團礦,進而實現“氫基綠鋼”的生產。在該可行性項目中,赫氏公司負責上料系統、廢氣處理系統、電爐系統及爐渣粒化系統。然而,該項目結束后,塔塔鋼鐵荷蘭公司考慮到該工藝的技術成熟度、廢鋼的使用量等因素,最終決定放棄了電爐工藝。后來,塔塔鋼鐵荷蘭公司于2023年確定了“綠色鋼鐵”計劃,決定以 “氫基直接還原豎爐—電爐工藝” 取代艾默伊登鋼鐵廠的大型7號高爐和相關焦化設施。作為一期項目,在2030年實施后,該項目將實現 40%的碳減排。而其6號高爐計劃于2035年后替換為同樣的工藝,屆時,該廠將實現整體60%~70%的碳減排。塔塔鋼鐵荷蘭公司承諾將在未來通過氫能源、綠電使用、碳捕集和存儲技術實現500萬噸的碳減排目標,一旦實現,這將成為荷蘭最大的碳減排項目。
在資金方面,荷蘭議會承諾向艾默伊登鋼鐵廠提供約30億歐元(約合35億美元)的“綠色補貼”,以支持該公司的綠色轉型。
該公司直接還原豎爐計劃采用零重整技術。該設備用于生產高品質的直接還原鐵(250萬噸熱態和冷態直接還原鐵),并作為電爐原料。熱態還原鐵通過熱送進入電爐以提高整個系統的能量利用率。該技術已經包括碳捕集系統,可以產生高濃度的二氧化碳,適合后續的二氧化碳再利用和儲存工序。此外,該直接還原系統對原料的適應性強,可以實現氫氣還原。該工藝在能量利用效率、操作靈活性方面有很大優勢,從而可以讓艾默伊登鋼鐵廠在實現高品質鋼鐵生產的前提下,實現自身鋼鐵生產活動的碳中和。
艾默伊登鋼鐵廠計劃采用的300萬噸大型電爐能夠實現金屬原料的連續加料和加熱,在確保高質量鋼鐵生產的同時還能保持較低的運行成本。該電爐具有水平連續加料連續熔化、加料可靠可控、環境友好等優點。同時,該公司采用的鋼水電攪電爐技術能夠實現快速均勻鋼液成分并平衡溫度,提高生產效率和鋼水品質。此外,艾默伊登鋼鐵廠計劃采用的電爐除了使用直接還原鐵外,為實現鋼鐵的循環利用,計劃在2030年后實現17% ~30%的廢鋼利用率。
對于塔塔鋼鐵荷蘭公司而言,其低碳綠色轉型仍然依賴于鐵礦石,特別是達到能生產直接還原鐵品位的鐵礦石。盡管電爐工藝能夠允許艾默伊登鋼鐵廠繼續使用高爐品位的鐵礦石資源,但是塔塔鋼鐵荷蘭公司采用了技術更為成熟且具有投資成本優勢的電爐冶煉工藝。此外,其所采用的零重整技術,在氫基操作上具有優勢。在日后氫氣成本不斷下降的趨勢下,艾默伊登鋼鐵廠或將進一步通過增加氫氣使用比例以實現減碳。
《中國冶金報》(2025年08月15日 02版二版)