人类对煤炭资源的规模化利用,推动了欧洲的工业革命「实现低碳经济的物质基础」

时间：2022-12-31 19:11:31来源：搜狐

今天带来人类对煤炭资源的规模化利用,推动了欧洲的工业革命「实现低碳经济的物质基础」，关于人类对煤炭资源的规模化利用,推动了欧洲的工业革命「实现低碳经济的物质基础」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

钢渣。图片来源：SSAB

什么是“绿钢”？

如果我们想绿化世界，我们必须在不使用煤炭的情况下制造钢铁。

去年，英国亿万富翁、实业家兼GFG联盟负责人Sanjeev Gupta宣布，他打算通过将怀亚拉钢铁厂变成“绿色钢铁”发电厂，该厂位于南澳大利亚州人口第四多的城镇（约21,000名居民）中心。

Gupta于2020年6月大张旗鼓地对怀阿拉工厂进行了为期三个月的审查，旨在确定成本节约措施，到2024年，用超过10亿美元的现代炼钢设施取代目前由高污染焦化或冶金煤（一种用于制造钢铁基本原材料的煤炭——一种由90%碳组成的硬多孔物质）驱动的高炉。

他计划的核心是转向使用当地风能和太阳能发电制造氢气，并使用氢气而不是焦煤来生产钢铁。

南澳大利亚州政府欣然支持将该州（50%以上的能源通过可再生能源产生）作为“氢气”的重点项目，总理史蒂文·马歇尔于2019年9月宣布，“世界上没有其他地方比南澳大利亚州更有能力生产、消费和出口100%的绿色氢气”。

当地政府认为，氢发电厂将创造新的就业机会，专家对此表示同意——前提是有政治意愿开发正确的技术，以实现大规模氢气生产，并将目前的绿色电力容量增加一倍以上（例如建造更多的风力涡轮机）。

那么“绿钢”是什么意思，它实际上是如何制作的？

首先，为什么是氢气？

Whyalla钢铁厂。图片来源：Daven Walters Photography / iStock / Getty Images

氢气燃烧丰富、廉价且干净，正被誉为未来的燃料，并已成为澳大利亚优先低排放技术。根据政府第一份低排放技术声明，生产每公斤2美元以下的清洁氢气是优先延伸目标。

如果使用低排放或零排放源生产，氢气可能会使能源和工业部门脱碳，这些部门加起来占全球温室气体排放量的近75%。仅用于生产钢铁的能源就占7%多一点。

根据2018年CSIRO的一份报告，氢气的潜在用途包括通过将其用作还原剂而不是煤炭来制造绿色钢，为电动汽车和卡车提供动力，为集装箱船提供动力（使用氢气制成的液氨），为发电涡轮机提供动力，甚至用于烹饪和供暖。

澳大利亚所有州都承认氢气是一种清洁能源，并且都致力于以反映这一现实的方式转变经济。

但并非所有的氢气都是干净的或绿色的——这完全取决于它的生产方式。

我们需要根据三个颜色类别来考虑氢气：“灰色”，从煤炭或天然气等化石燃料中提取出来，产生排放到大气中的二氧化碳；“蓝色”，与灰色大致相同，但捕获了二氧化碳排放；以及“绿色”——清洁的替代品，氢气是通过一个称为电解的过程使用电力生产的，该过程将水分裂成氢气和氧气。

钢铁加工。图片来源：SSAB

如果氢气的生产来自可再生能源（太阳能和风能），则该过程不会产生任何二氧化碳。

什么是绿钢，你如何制作它？

钢铁是现代世界的基建——不仅需要大量的煤炭发电来制造。钢本身通常使用煤炭制成。如果我们想绿化世界，找到一种没有煤炭的钢铁——“绿色钢铁”——的方法至关重要。

普通“旧”钢主要由铁矿石（本质上是氧气和铁原子作为氧化铁结合在一起）制成，澳大利亚拥有丰富的铁矿石。根据美国地质调查局的数据，澳大利亚拥有世界上最大的铁矿石储量，为480亿吨（其次是巴西，为290亿吨）。从这个角度来看，480亿吨将把墨尔本板球场填满看台顶部——大约4000倍。

高炉生产生铁是制造钢材的第一步，使用焦炭——冶金煤研磨后出现的产品，加热到约980°C，这个过程可以分离油、焦油、氮和灰氢等其它物质。

每吨钢产生大约两吨二氧化碳。

生铁仍然需要经历另一个称为基本氧钢化的过程才能变成钢铁，这增加了更多的温室气体排放。

也可以在电弧炉（EAF）中熔化废钢并制造新钢。EAF生产液态钢，然后可以根据行业需求（如轨道、施工梁等）铸造和制成不同的产品。这是一个更可持续的过程（作为循环经济的一部分），产生大约四分之一的二氧化碳排放量（每吨钢铁0.5吨二氧化碳），具体取决于电力的绿色程度。问题是，没有足够的废钢来满足需求，随着钢材的一次又一次地回收，质量问题出现了。

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那么，怀阿拉能转变为绿色钢铁生产吗？

纽卡斯尔大学ARC澳大利亚铁矿石先进技术研究中心主任Tom Honeyands教授说，为了让怀阿拉变得完全绿色，它需要用直接还原厂（使用绿色氢气）和电弧炉（使用可再生能源）取代目前的高炉生产。

“他们有适合这种工艺路线的铁矿石颗粒来源”，他们将采用与瑞典开发的名为Hybrit的类似工艺，该工艺由瑞典钢铁制造商SSAB、国有公用事业公司Vattenfall和矿工LKAB共同拥有。