肯布拉港钢铁厂 (PKSW) 位于新南威尔士州伊拉瓦拉地区,在澳大利亚拥有 100 年的炼钢历史,是一家采用高炉-转炉 (BF/BOF) 技术的综合钢铁生产企业。
根据世界钢铁协会的数据,当今约 70% 的钢材是采用高炉 / 转炉技术生产的。在高效运营方面,世界钢铁协会将 PKSW 列为高炉运营排放强度“前 15% BF/BOF 执行者”。对于高炉/转炉钢铁制造商来说,进一步大幅降低排放的道路是一条复杂的道路,需要找到合适的推动者来支持钢铁生产工艺的转型。
本案例研究简要介绍了正在探索的减少 PKSW 炼钢温室气体排放强度和足迹的选项,从而帮助该公司在 2050 年实现温室气体净零排放的目标上取得进展,这一目标高度依赖于多个推动因素。有关我们的净零目标和推动因素的更多信息,请访问我们的炼钢 页。
PKSW 是博思格在澳大利亚业务的重要组成部分,该公司在全国约 100 个地点拥有约 7,000 名员工,由制造工厂、滚压成型设施和配送中心组成。
几十年来,博思格的 PKSW 一直在适应客户和社区的需求,同时随着技术进步变得可行而不断转型。 Steelworks 正在寻求通过新技术、机器人、自动化和数字资源来实现下一波客户增长、效率和生产力提高。
一个国家的主要供应商
2022 年,肯布拉港成为亚太地区第一家、全球第四家获得认证的钢铁制造商责任钢铁TM,全球钢铁行业第一个可持续发展标准和认证计划。
向 Steelworks 和其他博思格伊拉瓦拉工厂授予的认证包括对涵盖环境、社会和治理问题的 12 项可持续发展原则的严格审核,并确保 Steelworks 生产的钢材以负责任的方式生产和采购。
我们气候行动工作的一个重点是使我们三个主要工厂的炼钢业务脱碳,每个工厂都使用不同的技术和原材料。北美的 North Star 小型钢厂采用低排放电弧炉 (EAF) 炼钢技术。新西兰格伦布鲁克和澳大利亚 PKSW 的综合炼钢厂采用排放较高的炼铁和转炉 (BOF) 式炼钢工艺。
我们正在积极探索长期、大规模脱碳的方案,以实现我们降低炼钢排放的愿景。在开发我们的脱碳途径时,五个关键推动因素对于成功至关重要 -技术发展、原材料供应、稳定的负担得起的可再生能源、氢气和天然气的供应,和公共政策。 我们的三个炼钢厂的脱碳方法将根据当地的业务环境和每个炼钢厂独特的运营环境挑战而有所不同,并与利益相关者的需求和承诺相平衡。
您可以详细了解炼钢术语和技术,以及我们的净零目标和推动因素。在我们的炼钢页。
你知道吗?
2018 年,博思格制定了中期目标,即到 2030 年将我们炼钢厂的排放强度降低 12%。2024 财年,博思格报告称,与 2018 财年基准相比,炼钢厂排放强度总计降低了 12.0%(每吨粗钢从 1.639 吨二氧化碳当量降至 1.443 吨二氧化碳当量),这与我们的 2030 年目标一致。这主要是由于 North Star 第三座 EAF 的产能提升,以及 PKSW 和 Glenbrook 的运营和流程效率的提高。
展望未来,新西兰新电弧炉将于 2025 年 6 月投产并投产,加上 North Star 的瓶颈消除以及所有炼钢厂的总体效率提高,将有助于进一步降低炼钢排放强度。 有关 PKSW 和博思格排放趋势的更多信息,请参阅我们的气候行动报告。
注释 1 和注释 2:2024 财年更新了历史数据、基准数据和目标数据。请参阅脚注 1 和 2第 15 页 - 气候行动报告.
大幅降低 PKSW 钢铁生产排放量对澳大利亚来说是一条复杂的道路。通过许多流程和运营改进以及能源效率已经取得了良好进展。虽然这些都是朝着正确方向迈出的步骤,但为了实现减少范围 1 和范围 2 炼钢温室气体排放的重大转变,仍需要创新的钢铁生产工艺。 根据惯例,我们根据《温室气体议定书》描述炼钢温室气体排放:我们运营中的直接排放称为范围 1;我们购买的能源产生的间接排放被称为范围 2。
我们已着手开展澳大利亚直接还原铁 (DRI) 方案研究,全面分析肯布拉港钢铁厂钢铁和炼钢工艺脱碳的可用方案,以及每个方案所需的推动因素。
我们还与炼钢合作伙伴蒂森克虏伯钢铁欧洲公司、塔塔钢铁欧洲公司和浦项制铁公司合作,开发可能适合钢铁厂的低排放技术途径。
此图概述了正在考虑的最具前景的技术途径正在进行的工作,以及正在开展的探索这些机会的项目。
总而言之,为了实现其排放目标,钢铁厂有两种技术选择,均采用直接还原铁 (DRI) 炼铁工艺,该工艺依赖于热气体(天然气或氢气),而不是使用煤基高炉将原材料转变成铁。
DRI-ESF-BOF 最佳选择
根据综合研究,DRI-ESF-BOF 炼钢工艺是肯布拉港钢铁厂的最佳选择,因为它可以持续使用澳大利亚皮尔巴拉矿石。然而,ESF 技术尚未发展到所需的程度。开发这项技术是博思格与力拓和必和必拓合作开发澳大利亚第一个试点 ESF 的主题。
从长远来看,我们需要这项技术,并辅之以其他对其成功至关重要的关键推动因素的行动。
一种选择采用了电熔炉 (ESF) 技术。虽然 ESF 可以使用电力代替煤/焦炭作为燃料,但它不是 EAF。 ESF 的工作是有效地从 DRI 接收更多的低品位和中品位优质铁矿石(比以前更多品位),ESF 产出的铁水适合在转炉或电弧炉中进一步精炼以生产钢水。 ESF 技术用于铁合金和有色金属行业,但尚未经过大规模炼铁的验证,也未在许多贸易铁矿石(包括澳大利亚的皮尔巴拉铁矿石)上进行测试。
总而言之,为了实现其排放目标,钢铁厂有两种技术选择,均采用直接还原铁 (DRI) 炼铁工艺,该工艺依赖于热气体(天然气或氢气),而不是使用煤基高炉将原材料转变成铁。
DRI-ESF-BOF 最佳选择
根据综合研究,DRI-ESF-BOF 炼钢工艺是肯布拉港钢铁厂的最佳选择,因为它可以持续使用澳大利亚皮尔巴拉矿石。然而,ESF 技术尚未发展到所需的程度。开发这项技术是博思格与力拓和必和必拓合作开发澳大利亚第一个试点 ESF 的主题。
从长远来看,我们需要这项技术,并辅之以其他对其成功至关重要的关键推动因素的行动。
博思格已进入一个重要阶段与铁矿石生产商 BHP 和 Rio Tinto 合作共同研究开发澳大利亚第一个炼铁 ESF 或“熔炉”试点工厂的潜力。
此次合作旨在证明,与 DRI 工艺技术相结合,使用可再生能源从低品位皮尔巴拉矿石生产铁水是可行的。如果成功,它可以帮助钢铁制造商开辟一条实现接近零温室气体排放强度运营的潜在途径。
为了释放支撑 DRI-ESF 技术的推动因素(包括有效的合作伙伴关系和政策),博思格正在采取行动应对以下重大挑战:
当今生产的大多数 DRI 都需要天然气或煤炭。 DRI-ESF-BOF 钢铁生产所需的天然气消耗量将是 PKSW 目前消耗的天然气量的 40 倍。由于出口需求强劲且澳大利亚国内供应不足,以具有竞争力的价格获得这些数量存在重大障碍。 1
澳大利亚伊拉瓦拉地区的输电和电力容量不足以支持向低排放炼钢的过渡。 因此,投资升级输电网络和提供具有价格竞争力的固定电力是降低炼钢排放的优先事项。
过渡到天然气或氢气 DRI 途径所需的电力是目前肯布拉港电力消耗的 2 倍(天然气)和 15 倍(氢气)。1.
有效的政策对于支持适当的具有成本竞争力的固定可再生电力、足够数量的具有成本竞争力的天然气以及发展绿色氢供应链至关重要。
1 基于博思格分析
除了这项工作,博思格团队还在继续探索可能构成脱碳途径一部分的新兴技术,例如:生物炭、氢气、碳捕获和储存以及电解。
在我们为实现净零转型的所有关键推动因素开展广泛工作的同时,PKSW 团队正在制定计划,不断改进 PKSW 当前的炼钢工艺,直到技术发展到足以使替代炼铁和炼钢工艺变得可行。
弥补差距的一个重要因素是对钢铁厂目前停止运行的管道进行重新铺设(6号)高炉,并将其恢复使用以替换即将报废的五号高炉。随着六号高炉投入使用,这将为我们提供时间来开发、试点和实施未来技术,并鼓励开发钢厂低排放未来所需的推动因素。
与过去 100 年一样,肯布拉港的炼钢工艺不断发展,以满足客户和社区的期望。随着一系列旨在实现低排放炼钢的计划正在进行中,澳大利亚钢铁制造业的未来依然强劲。
查找有关肯布拉港钢铁厂炼钢的重要事实的答案。
根据世界钢铁协会的排名,肯布拉港钢厂的温室气体 (GHG) 排放强度在全球高炉转炉 (BF/BOF) 生产企业中名列前 15%。
肯布拉港钢厂正在探索先进技术,包括直接还原铁 (DRI) 与电冶炼炉 (ESF) 或电弧炉 (EAF) 途径的结合。
DRI-ESF-BOF 技术将直接还原铁 (DRI) 与电熔炉 (ESF) 和碱性氧气转炉 (BOF) 相结合,允许继续使用澳大利亚皮尔巴拉矿石。尽管电熔炉 (ESF) 尚未在炼铁规模上得到验证,但它被视为最可行的长期选择。
DRI-EAF 使用直接还原铁 (DRI) 中的铁和废钢作为电弧炉 (EAF) 的原料。然而,澳大利亚有限的废钢供应使得更换肯布拉港钢厂的大型高炉-转炉转炉 (BF/BOF) 业务面临挑战。
为了弥补差距,直到新技术可行,肯布拉港钢厂计划重新设计并重新启动其 6 号高炉,以取代老化的 5 号高炉。此举确保了持续运营,同时开发和试验未来技术。