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炼钢

低排放炼钢的未来

钢铁是必不可少的低碳未来

世界每天都依赖于钢铁。钢材可无限回收,并且具有所有建筑材料中最高的强度重量比,其耐用性和多功能性使其成为我们的家庭、桥梁、医院和公共交通网络值得信赖的基础。重要的是,钢铁是向低碳未来过渡的基础,因为它对于可再生能源基础设施至关重要。

根据世界钢铁协会,全球每年生产近 20 亿吨钢铁(2023 年为 18,920 亿吨),展望未来,必须跟上步伐以满足社会不断增长的需求。

虽然钢铁产品为客户提供价值以支持他们的环境目标,但生产这些产品的过程确实需要大量能源,并会产生温室气体 (GHG)(也称为二氧化碳)2) 排放量。世界钢铁协会 据报道,该行业产生的二氧化碳占全球的 7% 到 9%2排放。

2023 年全球钢铁行业排放强度

1.92 tCO2e / 吨原钢

 

 

博思格 2023 年和 2024 年 排放强度

2023 财年
1.508 吨二氧化碳2e/吨原钢

2024 财年
1.443 tCO2e / 吨原钢

减少炼钢 排放强度

温室气体或二氧化碳2排放量 - CO2e(二氧化碳排放量)- 以每吨原钢吨二氧化碳当量的强度来衡量。

世界钢铁协会数据*表示全球钢铁行业的炼钢活动产生的平均排放强度约为 1.92 吨二氧化碳2e 每吨粗钢铸件。

相比之下,博思格的炼钢活动平均产生 1.51 二氧化碳2146944_14698522024 财年的排放量低于全球平均水平 - 这一趋势反映了我们对减排的持续关注。

世界钢铁协会观察到,在整个全球行业中,各公司都致力于寻找降低温室气体排放的方法,并且正在出现新的合作形式来应对这一挑战。

* 数据基于 2023 年世界钢铁协会数据,可在2024 年可持续发展指标报告.

发展钢铁技术的行业挑战减少排放的关键

世界钢铁协会数据* 表明,全球目前生产的钢铁中有 72% 是“新”或“原生”钢,首先将铁矿石转化为铁,然后将铁还原为钢。  初级钢主要是在大型综合钢铁厂中采用传统高炉(BF)炼铁和转炉(BOF)炼钢技术生产的。直接还原炼铁(DRI)是高炉路线的替代方案。然而,目前 DRI 仅在少数地区可用,且产能明显较低。

当今生产的钢材中约 20% 是电弧炉 (EAF) 生产的“再生”钢,电弧炉严重依赖废钢和电力。

几乎在所有情况下,EAF 和 DRI/EAF 组合技术的碳强度和能源强度都低于 BF/BOF 组合。废料是一种排放量非常低的回收材料,因此增加废料的使用对于行业脱碳和提高排放强度起着至关重要的作用。但目前没有足够的优质废钢来满足全球钢铁需求,这是一个挑战

在可预见的未来,初级钢的制造将继续成为钢铁行业的核心部分,世界仍将严重依赖使用高炉/转炉技术的综合钢铁厂。随着经济的成熟和更多钢材的生命周期结束,回收更多钢材用于电弧炉的机会将会增加。

数据基于 2023 年世界钢铁协会数据,可在2024 年可持续发展指标报告.

博思格的钢铁生产 全球技术

博思格的三个炼钢工厂使用不同的钢铁制造技术和原材料。澳大利亚肯布拉港钢厂和新西兰格兰布鲁克钢厂都是综合钢铁生产企业,通过高炉 / 转炉技术生产初级钢,肯布拉港钢厂。北极星易游yy中国官方网站(北极星)是一家“小型钢厂”炼钢企业,主要使用废钢作为通过电弧炉加工的主要原材料来生产再生钢。

下一节将进一步解释这些技术术语,并举例说明博思格的钢铁制造技术(包括现有技术和正在探索的技术)。世界钢铁协会还拥有有关炼钢故事的丰富信息:worldsteel.org/about-steel/steelmaking-process/.

BF/BOF技术

高炉 (BF)/转炉 (BOF) 技术大致分为 3 阶段炼钢:开采铁矿石等富含铁的原材料,将铁还原成“生”铁,然后将生铁熔炼成粗钢。

首先,富含铁的铁矿石和富含碳的焦炭(源自煤)在热风炉(BF)中与氧气结合。在极热条件下,会产生碳-氧基气体,并充当还原剂以还原氧化铁(Fe2O3)内矿石呈铁水状态。 (铁)。化学上:

2C + O2→ 2CO(产生碳基气体的碳-氧步骤)
2O3+ 3CO → 2Fe + 3CO2(碳基气体将氧化铁还原为铁水 (Fe) 和温室气体 (CO2)

铁在另一台热转炉 (BOF) 中熔炼,该炉使用氧气和其他添加剂去除多余的碳,形成符合要求的质量规格的钢种。

除了钢铁之外,这种 BF/BOF 技术还会产生需要进一步加工的副产品,包括二氧化碳2可以作为能源在工厂周围循环利用,多余的则被清洁并作为温室气体排放。

BF/BOF技术

高炉 (BF)/转炉 (BOF) 技术大致分为 3 阶段炼钢:开采铁矿石等富含铁的原材料,将铁还原成“生”铁,然后将生铁熔炼成粗钢。

电弧炉 技术

电弧炉 (EAF) 是一种炼钢炉,旨在使用电弧形式的电力将废钢和其他已加工的铁(例如生铁或热压块铁)加热和熔化到 1,000°C 以上。

电弧炉依赖于大量可用且可行的高压电力,这些电力由低温室气体排放或可再生能源产生。电弧炉工艺的可行性受到多种因素的影响,包括获得足够数量的优质废钢以及当地电力供应的成本、可靠性和排放强度。

博思格电弧炉

观看有关博思格三个炼钢厂中两个电弧炉的视频,由于必要的推动因素已到位,该技术在这些情况下是可行的:

  • Glenbrook 的首座 EAF 将于 2025 年 6 月在新西兰投入运营(上图),并且
  • North Star 的第三座 EAF 将于 2022 年在北美俄亥俄州投入运行

有关我们的温室气体净零排放目标和推动因素的更多信息,请参阅本页的进一步内容。

降低排放 DRI技术

直接还原铁 (DRI) 技术提供了一种替代的炼铁方法,与高炉工艺不同,通常不需要冶金煤。

DRI 是一组使用加热的还原气体(最常见的是天然气或加热煤产生的气体)从矿石(块状、球团或粉料形式)炼铁的过程的术语。该行业正在探索使用绿色氢气作为还原气体,但商业化仍然是一个挑战。为了转化为钢材,DRI 需要在 EAF 或 BOF 中进一步加工。  正如该视频所述,我们正在为肯布拉港钢厂探索 DRI 工艺。

 

 

我们的中期 2030 个目标

在努力实现 2050 年净零排放目标的过程中,我们为炼钢和非炼钢活动制定了中期排放强度削减目标。

炼钢

目标是到 2030 年,以 2018 财年基准为基础,将我们炼钢业务的范围 1 和范围 2 温室气体排放量减少 12%(以每生产一吨原钢的吨二氧化碳当量衡量)。该目标相当于我们炼钢活动的排放强度同比(自 2018 年起)降低 1%。

非炼钢

目标是将范围 1 和范围 2 温室气体排放量减少 30% 以 2018 财年为基准,到 2030 年我们的中游非炼钢活动(以吨二氧化碳计算)2e 每发货吨钢材)。我们在年度可持续发展报告中根据这些目标报告年度绩效。和可持续性数据补充。

博思格的气候目标和目标

 

我们的 2050 年净零目标

我们的目标是到 2050 年实现整个企业范围 1 和 2 温室气体净零排放。

范围 1 和范围 2 温室气体排放

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的特征:

  • 我们运营中的直接排放称为范围 1;
  • 以及我们购买的能源产生的间接排放称为范围 2。

钢铁冶炼是主要焦点

我们三个炼钢厂(新西兰格伦布鲁克、澳大利亚肯布拉港、美国北极星)的钢铁生产活动占我们范围 1 和范围 2 温室气体排放总量的 92%。

非炼钢(中游和下游活动)占我们温室气体排放总量的剩余 8%。

的推动者钢铁脱碳

我们承认,实现 2050 年净零目标高度依赖于多个推动因素,包括:

坚固、经济的可再生能源

获得具有国际成本竞争力、稳定的大规模可再生能源。

技术演变

炼铁技术的开发和推广,达到可行的商业规模。

氢气和天然气的可用性

提供价格具有竞争力的绿色氢气,其中天然气可以实现向绿色氢气的过渡。

原材料供应

获得适当质量和足够数量的经济原材料。

公共政策

所有这些推动因素的支持性和一致的政策支持脱碳。

虽然技术仍然是一个重点关注领域,但我们知道,仅靠技术并不能实现向低排放或零排放钢铁生产的理想转变;我们的方法还必须优先考虑在其余关键推动因素方面取得进展。 

 

我们的重点是减少炼钢排放

我们气候行动方法的首要任务是重点关注澳大利亚 PKSW、新西兰 Glenbrook 和北美 North Star 的炼钢活动,因为它们合计占我们范围 1 和范围 2 排放量的 92%。在开发我们的脱碳途径时,我们必须考虑这三个炼钢厂各自的当地业务和运营环境中的五个关键推动因素。

正如以下案例研究所示,由于这三个地点的背景不同,因此我们的脱碳方法也有所不同。 

我们在减少方面的表现 炼钢排放

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,与我们 2018 财年的基线相比,炼钢厂的总排放强度降低了 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 年目标保持一致。

这主要是由 North Star 扩建的加速推动的,这导致 BlueScope 产量中来自 North Star 低排放工艺的比例增加。格伦布鲁克和肯布拉港进一步提高运营和流程效率也促成了这一成果。

2024 财年可持续发展报告

展望未来,所有博思格炼钢厂将继续致力于通过持续的工艺效率和重大项目来提高排放强度绩效,包括新西兰 EAF 的 2025/26 年调试和产能提升、North Star 的去瓶颈项目以及肯布拉港的 6 号高炉改造和升级以及探索低排放技术方案的工作计划。 有关我们三个炼钢厂的排放趋势以及降低炼钢排放方法的更多详细信息,请参阅我们的第二个气候行动报告.

注释 1 和 2:2024 财年更新了历史数据、基线数据和目标数据。请参阅脚注 1 和 2第 15 页 - 气候行动报告.