低碳冶金工藝的成本競爭力
不同工藝路徑的成本競爭力不同。國際能源署認(rèn)為,每千克氫的
價格范圍應(yīng)該為0.70美元~2.00美元,綠色氫基直接還原技術(shù)才能和結(jié)合CCUS技術(shù)的天然氣基直接還原技術(shù)的成本競爭力相抗衡。氫氣
價格的波動范圍較大,是由于天然氣價格波動范圍大。因此,在天然氣價格較低(以及二氧化碳儲存成本低)的地區(qū),結(jié)合CCUS技術(shù)的天然氣基直接還原技術(shù)具有更強的競爭力。而國際氫能理事會則表示,當(dāng)每千克氫的價格在1.20美元~1.60美元之間時,綠色氫基直接還原技術(shù)才能具備與HIsarna技術(shù)(采用90%的CCUS技術(shù))相抗衡的成本競爭力。從長期來看,綠色氫的成本價是有可能達到這個區(qū)間的,但在生產(chǎn)、存儲和運輸?shù)拳h(huán)節(jié)所產(chǎn)生的費用需要大量減少。
2015年以來,綠色氫的生產(chǎn)成本已減少了大約40%,預(yù)計到2025年將進一步減少大約40%。這主要是由于可再生能源和電解水設(shè)備的成本費用的減少。“氫基冶金”的經(jīng)濟可行性在很大程度上取決于電價和二氧化
碳價格,以及工藝路徑轉(zhuǎn)型所需的投資成本。至于CCUS技術(shù),鋼鐵行業(yè)的碳捕獲成本為40美元/噸~100美元/噸。
綜合各方面判斷,SSAB認(rèn)為“氫基冶金”的運營成本將比目前的“煤基冶金”的運營成本增加20%~30%,而奧鋼聯(lián)則認(rèn)為可能會增加80%左右。
以氫為基礎(chǔ)的直接還原工藝,生產(chǎn)每噸鋼水需要消耗3480千瓦時的電能,主要用于電解制氫。根據(jù)電價和二氧化碳價格以及需要使用的廢鋼量估計,每噸鋼的總生產(chǎn)成本為361歐元~640歐元。如果電價為40歐元/1000千瓦時,碳價為34歐美/噸~68歐元/噸,那么“氫基冶金”則很有可能具備與“煤基冶金”相當(dāng)?shù)某杀靖偁幜ΑH鸬滗撹F研究所的研究表明,目前至少需要200歐元/噸的高碳價才能推動歐洲鋼鐵工業(yè)減少36%的二氧化碳排放量。
歐盟的鋼鐵制造商不僅面臨著歐盟碳排放交易機制的合規(guī)成本(2020年8月份二氧化碳價格為25歐元/噸~28歐元/噸,而2021年5月份已經(jīng)創(chuàng)下56歐元/噸的歷史紀(jì)錄),還要面臨其他碳減排成本(包括新技術(shù)和替代投入材料的資本支出和運營支出)。
為有效抑制綠色鋼鐵生產(chǎn)成本的上升,歐盟實施的主要措施有以下幾項:
一是投資工業(yè)前沿的突破性技術(shù),二是加快對擴大產(chǎn)業(yè)規(guī)模新方法的探索和創(chuàng)新,三是建立監(jiān)管體系,四是加強跨部門合作,五是改進和擴大
清潔能源系統(tǒng)。
除此之外,歐盟積極建立碳邊境調(diào)整機制,加強開發(fā)儲量豐富且成本合理的清潔能源,以獲得低碳排放煉鋼的可持續(xù)融資,加速向循環(huán)經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。
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