卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和西马克集团的研究人员开发了一种新工艺，每年可将全球钢铁生产中的CO 2排放量减少数亿吨。它以现代化高炉技术为基础，投资适中，并已在试点工厂中得到成功论证。研究人员在《能源进展》杂志上报告了他们的研究结果。

全球CO 2排放量的大约百分之八是由钢铁工业产生的。“这种情况必须迅速改变，”卡尔斯鲁厄理工学院化学技术和聚合物化学研究所 (ITCP) 的 Olaf Deutschmann 教授说道。他承认，从长远来看，新的氢技术可能会开辟气候中和的前景。但要在全球范围内提供足够数量的绿色氢并且新工厂开始运营还需要几年的时间。

“在这场气候危机中，我们已经没有时间了，我们现在必须采取对策。” Deutschmann 的研究团队与 SMS 集团、Paul Wurth Entwicklungen 以及 KIT 的初创公司 omegadot 合作开发的新工艺现已被证明在传统工厂中有效。“潜力非常大。我们预计，通过适度的投资对现有高炉进行改造将能够将全球范围内的直接 CO 2排放量减少 2% 到 4%，”Deutschmann 说道。

新工艺减少排放并节省能源

新工艺不同于铁。该原材料以氧化形式包含在矿石中，并通过还原的方式提取，即在高炉中用焦炭去除氧气。焦炭不仅产生熔化所需的能量，而且在化学反应中充当还原剂。

ITCP 的 Philipp Blanck 表示：“为了实现这一特殊目的，焦炭是通过高能耗过程从化石煤中生产出来的。”他与西马克集团在钢铁厂的试点工厂密切合作。“在我们的工艺中，我们使用焦炉煤气从炉气中回收 CO 2。这会产生含有大量氢气的合成气，可用作高炉中的焦炭替代品。

为了对现有工厂进行改造，必须对 Cowper 加热器进行改造。然后，来自焦炉煤气的甲烷和CO 2以及来自高炉煤气的CO 2转化为合成气，即氢气和一氧化碳的混合物。这个过程，即所谓的干重整，需要高温，主要来自高炉的工艺热。

然后将合成气吹入高炉以支持氧化铁还原。“每生产一吨钢，就可以节省大量的焦炭。具体的 CO 2排放量可减少高达 12%，”Blanck 说。

与行业伙伴合作成功演示

该流程在萨尔州 Dillinger Hüttenwerke 与 KIT 的初创公司 omegadot software & Advisory GmbH 合作进行了演示和验证。omegadot 开发了用于流程的精确模拟和可视化以及支持工厂规模扩大的软件。

位于迪林根的试点工厂由西马克集团与 Dillinger Hüttenwerke 和 Saarstahl 共同运营。运营的目的是生产减少CO 2排放的钢铁。“在钢铁厂整合新工艺是钢铁行业转型的第一步，”该出版物的合著者、西马克集团研究部的 Gilles Kass 说道。