项目/技术合作：绿色创新基金项目启动氢气炼钢子项目 - 实现炼钢过程减排量超50%的减排技术研发 -

作为绿色创新基金项目的一部分，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）将启动氢气炼钢子项目（总预算1,935亿日元），以推进钢铁行业减排。这个子项目计划研发氢气炼钢、以及在直接还原炉中以低品位铁矿石为原料进行氢气还原等，有助于减少炼钢过程中化石燃料的消耗，并最终实现2030年50%以上减排目标的技术研发。

1.绿色创新基金项目简介：

日本政府于2020年10月发表了2050碳中和宣言，宣布了到2050年实现温室气体零排放的目标。

这使得之前政府提出的减排方针需要提前完成，同时加速推进正在实施的能源部门和工业部门的结构调整，加大投资力度以加快推进创新等现行措施。为此，经济产业省在新能源产业技术综合开发机构(NEDO)设立了一个总额为2万亿日元的绿色创新基金项目，与民间各方共同制定了一个颇具有前瞻性的详细目标，并对那些将此目标作为业务发展方向的企业在今后10年对其开展的相关研发、试验和推广应用提供持续帮助。

2.项目背景：

此基金项目将对绿色成长战略已制定实施计划的重点分野中，政策效果显著且直至将来得以推广的很长一段时期内都需要获得持续帮助的领域提供特别援助。这其中就包括氢气炼钢。钢铁行业是社会的基础产业，为其他各行业提供工业原料。钢铁行业当前面临的问题是，其在生产过程中的CO₂排放量占到日本各行业总排放量的40%。由于目前日本各钢厂广泛使用的高炉法是用焦炭(煤)还原铁矿石，因此不可避免地会排放CO_2。

在这种背景下，NEDO为了通过使用氢气代替焦炭来还原铁矿石以实现减排，以及通过分离回收CO₂进一步实现30%的排放，一直致力于“环境友好型技术”和“氢气还原技术”的研发。通过在试验高炉(容积为12m³，约为实际高炉的1/400)进行测试，可减排30%的技术已经基本成功，但是此项技术推广到国内其他炼钢厂之前还需要在实际高炉中进行测试。同时，为了实现2050碳中和目标，还需要进一步对高炉进行减排。

另一方面，由于电路法使用天然气还原铁矿石后在炉内进行熔化，其排放量小于高炉法，但是天然气也是化石燃料，因此还是会排放一定的CO₂。如果可以使用氢气代替天然气还原铁矿石，可以进一步减少CO₂排放量，但是这种技术尚未投入实际应用。而且，电炉法比高炉法更难去除杂质，因此对原材料要求很高，不能使用含有低品位铁矿石。为了解决这些技术难题并尽快投入实际应用，NEDO根据经济产业省制定的研发和推广计划，作为绿色创新基金项目的一环对“氢气炼钢工艺子项目”进行了公开征集，并最终采用了4个研发课题。

3.项目内容：

以推进炼钢过程的碳中和为目的，通过融合高炉炼钢与氢气还原技术，并研发电炉炼钢法，用氢气对低品位铁矿石直接进行还原，减少炼钢过程中的化石燃料使用量，争取到2030年实现减排50%以上的目标。

项目名称：绿色创新基金项目/氢气炼钢子项目

项目时间：2021年-2030年(预计)

项目预算：1,935亿日元

项目课题：

【研发课题1】氢气高炉技术

研发内容(1)现场氢气还原技术

●根据“环境友好型工艺开发/氢气还原等工艺技术开发”中试验高炉的结果，对实际高炉(5,000m³级)进行改造，进行常温氢气吹炼试验。扩大规模后对反应条件和减排效果进行测试，持续技术研发并最终推广到国内其他钢厂。

研发内容(2)采用外部氢气或高炉废气所含CO₂的低碳技术

●为了达到高炉减排50%以上的目标，以大幅增加氢气吹气量进行大规模氢气还原、用高炉废气中所含CO₂生产甲烷作为还原剂进行还原、用生物质或还原铁作为部分原料等工艺为基础，开发新的技术。具体而言，使用试验高炉或数学模型对基本原理进行验证、开发推广加热设备、使用中型试验高炉（500m³）对核心技术进行验证、确立稳定运行技术等。

【研发课题2】单氢还原低品位铁矿石的氢气直接还原技术

研发内容(1) 氢气直接还原技术

●为了达到直接还原炉比现行高炉减排50%以上的目标，采用直接还原法用氢气代替天然气还原低品位铁矿石。具体而言，使用小型试验炉(尺寸为实际炉子的1/250-1/150)成功开发核心技术之后，使用中型直接还原炉(尺寸为实际炉子的1/25-1/5)进行测试。

研发内容(2) 使用直接还原铁去除电炉杂质

●为了扩大高级钢生产规模，研发用低品位铁矿石去除电炉杂质的技术。具体而言，使用小型试验电炉（处理能力为3-10吨）研发核心技术，将电炉钢水中磷含量降到0.015%以下、氮含量降到40ppm以下，然后使用大型试验电炉(处理规模约为300吨)进行测试。

关于上述研发内容和实施单位的的更多细节，详见实施单位一览表和项目介绍资料。

有关该项目/技术合作的具体详情，请进一步咨询本网。

或邮件咨询：songzhiguang@bjpait.com

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