近日,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)在“绿色创新基金”框架下启动两个新项目,支持低碳氢/氨产业发展,助力实现2050年碳中和目标。关键信息如下:
一、炼钢过程中的氢利用项目
该项目预算为1935亿日元,实施期为2021-2030年,目的是到2030年将炼钢过程碳排放减少50%以上[1]。研发主题包括:
1、高炉氢还原技术
该主题下资助2个课题:①利用现场氢气的氢还原技术,将对实际高炉(5000立方米级)进行改造,并进行常温氢气喷吹冶炼试验,验证因规模扩大导致的反应条件变化和碳减排效果,并开发引入国内钢铁厂的技术,目标是到2030年通过利用现场氢气进行高炉氢还原和二氧化碳(CO2)分离,使炼钢过程排放量减少30%以上(其中氢还原贡献10%减排量,CO2分离贡献20%)。②开发利用外部供氢和高炉废气CO2的还原技术,将通过数学模型和中试规模试验验证,开发高炉炼钢低碳技术,目标是到2030年减少50%以上的过程碳排放。主要包括氢气直接喷吹和间接喷吹,前者向高炉大量注入氢气直接还原炼钢并配备碳捕集、利用与封存(CCUS)设备进一步减排,将进行关键技术开发和小规模试验(氢气喷吹量为12立方米,高炉规模为150立方米);后者将利用氢气将高炉废气中的CO2转化为甲烷后用作高炉还原剂,并可使用生物质和还原铁作为部分原料,将进行中试高炉(500立方米以上规模)的示范。
2、氢直接还原低品位铁矿石技术
该主题下资助2个课题:①氢直接还原技术,将使用氢气替代天然气进行低品位铁矿石的高炉还原,进行小试(实际高炉规模的1/250-1/150)、中试(实际高炉规模的1/25-1/5)验证,实现到2030年中试规模技术比现有方法减排50%以上。②低品位铁矿石电炉除杂技术,将在氢直接还原低品位铁矿石过程中集成大规模电炉除杂工艺,实现该技术对高品质钢的量产,到2030年示范处理量达到300吨的电炉工艺,将钢水中的磷含量降至150 ppm以下、氮含量降至40 ppm以下。该课题将首先进行小试规模(处理量3-10吨)电炉的关键技术开发和验证,然后进行大型电炉(300吨)的示范。
二、氨燃料供应链建设项目
该项目预算为598亿日元,实施期为2021-2030年,旨在到2030年将氨供应成本降低至10日元/标准立方米,并通过开发氨燃烧发电技术实现到2050年部署10-20台纯氨燃烧发电设备、20-40台高氨燃料发电设备[2]。研发主题包括:
1、低成本绿色制氨技术
该主题下资助2个课题:①新型制氨催化剂开发与示范,将开发可降低生产成本的新型制氨催化剂,开发低温、低压工艺,结合商用设备进行试验和中试,并进行技术示范。②绿氨电解合成技术,将开发常温常压下以水和氮气为原料的绿氨合成技术,并进行试验验证。
2、燃煤电厂混氨/纯氨发电技术
该主题下资助2个课题:①燃煤锅炉混氨/纯氨燃烧技术开发及示范,将研发新型高混氨煤粉燃烧器并在商业电厂进行示范,还将研发纯氨燃烧器,并与传统煤粉燃烧器结合进行混氨50%的示范运行。②纯氨燃料燃气轮机技术开发与示范,将研发2兆瓦级燃气轮机纯液氨燃烧技术,并通过示范测试验证安全措施。