中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
記者 樊三彩 報道
記者 顧學超 攝影
“實現2050年碳中和愿景，還離不開兩項重要工作，一是研究如何應對鋼鐵制造成本增加，二是加速構建社會協助網絡。”9月2日，日本制鐵株式會社副社長福田和久在第十三屆中國國際鋼鐵大會期間做《日本制鐵為實現碳中和所作做的努力》主旨發言，分享了日本制鐵的碳中和目標愿景及舉措。
福田和久表示，一方面，日本制鐵向政府及產業界提出政策及制度建議，申請政府支持實現碳中和所需的巨額研究開發費、商業化投資以及能源/基礎設施建設投資。
“整個日本鋼鐵工業實現碳中和需要的設備投資預計在10萬億日元左右，目前1/3的投資額已由國家負擔，并建立相關制度；對于GI基金項目中‘煉鐵工藝中的氫氣使用項目’的開發，政府支援費用也從2021年的1935億日元增長至4499億日元（已完成預算）。”福田和久說道。
據介紹，GI基金為日本政府為實現2050年碳中和目標設立的基金，對于接受政府宏偉目標的企業等，以十年為周期，進行從研究開發、實證到實際社會商業應用等的持續支援。
另一方面，日本制鐵通過呼吁、宣傳，逐步形成由全社會分擔成本的共識，確保企業能公平參與國際競爭。例如鋼鐵企業將環境價值（CO2減排）轉化為經濟價值，需在鋼材價格上有所體現，這就需要得到社會系統的支持。
據介紹，日本制鐵碳減排愿景規劃分兩個階段。第一階段，到2030年，碳排放量減少30%以上（相對于2013年），主要措施包括：在現有高爐-轉爐工藝上裝配COURSE50，推進現有工藝的低碳化，建立高效生產體制等。第二階段，到2050年，力爭實現碳中和，主要措施包括：采用大型電爐量產高等級鋼，實現氫冶金（用Super COURSE50進行高爐氫還原，100%氫氣直接還原），采用CCUS和其他碳補償措施等。
“到2050年，日本制鐵致力于實現提供減少碳排放的高性能鋼材和解決方案，引領鋼鐵制造工藝的脫碳化，盡快向市場提供碳中和鋼材，以滿足客戶（日本國內約6000家）的脫碳需求，幫助提升客戶的國際競爭力。”福田和久進一步闡釋道。
據悉，自2023年9月起，日本制鐵已經開始銷售已獲得第三方機構認證、具備減排CO2效果的「NSCarbolex? Neutral」鋼材。
在脫碳工藝方面，日本制鐵正在進行的主要有高爐氫還原（COURSE50～Super COURE50）、用氫制造直接還原鐵、利用大型電爐生產高級鋼、用電熔爐制造鐵水等。目前，各項技術均已有明顯進展——
高爐氫還原。目前，日本制鐵已在同時推進COURSE50和Super COURSE50兩種高爐富氫煉鐵技術路線工業試驗。前者目前已在日本制鐵君津地區第二高爐上導入常溫氫基煤氣噴吹設備，并計劃于2026年度開始進行實機驗證；后者在日本制鐵君津地區的12m3試驗高爐上進行改造，現已驗證可以實現CO2減排33％。
氫基直接還原。日本制鐵正使用氫氣替代天然氣進行低品位鐵礦石的高爐還原，進行中試（實際高爐規模的1/25-1/5）驗證，實現到2030年中試規模技術比傳統方法減排50%以上。同時，在JFE(株)東日本制鐵所千葉地區建設小型臺架試驗爐，計劃2024年度開始試驗；在日本制鐵(株)波崎研究開發中心建設小型試驗豎爐（1t/小時），計劃2025年開始試驗。
利用大型電爐生產高級鋼。到2030年，在利用低品位鐵礦石的氫直接還原鐵的電爐工藝中，為了制造可用于汽車外板等的高端鋼材品種，在直接還原爐-大型電爐的聯合工藝（處理量約300 噸規模）中，驗證將雜質（對產品有影響的成分）的濃度控制在與高爐工藝相同（磷150ppm、氮40ppm以下）的技術。
用電熔爐制造鐵水。日本制鐵獲得GI基金230億日元的支援，著手“采用電熔爐高效熔化直接還原鐵”等技術的開發。”福田和久表示，該工藝采用從氫氣直接還原—電熔爐—轉爐的一貫制工藝，爭取到2030年完成技術開發。
此外，日本制鐵還同步實施CCUS（碳捕集、利用和封存技術）相關項目。“關于CCUS所需的二氧化碳分離回收技術，我們從2008年course50剛啟動的時候就開始研發了。”福田和久同時介紹，日本制鐵還在積極采取其他降碳措施。第一，著力開發CO2增值技術，如以CO2為原料制造對二甲苯、聚氨酯中間體等化學品，制造烯烴和煤油等燃料。第二，參與先進的CCS（碳捕捉與封存）項目等。“日本制鐵正在參與將分離回收的二氧化碳進行地質封存的先進CCS項目。”福田和久透露。
據介紹，總共有３項合作項目，分別是日本海側東北地區海域CCS，即用船舶運送液化CO2，封存于日本海側東北地區海域帶水層；首都圏海域CCS，即采用管道輸送，封存于首都圏海域帶水層；大洋洲CCS，即將伊勢灣/中部地區各產業排出的CO2匯集、液化，再運送并封存于海外海域產量下降的油田。這些項目為JOGMEC（獨立行政法人能源與金屬礦物資源機構）“關于開展先進的CCS項目之調查”的2023年度公開招標項目。
