친환경 철강: 수소 연료 생산을 통한 탈탄소화
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친환경 철강: 수소 연료 생산을 통한 탈탄소화
전 세계적으로 기후 변화에 대한 투쟁이 심화됨에 따라 산업과 경제가 대응해야 할 필요성이 시급합니다.
물론, 다른 부문은 다른 양의 온실 가스(GHG) 배출에 기여하고 결과적으로 탈탄소화에 대한 다른 경로에 직면합니다. 한 명의 거대한 선수? 에너지 관련 배출량 이 전 세계 배출량의 약 6.1%를 차지하는 철강 및 제철 산업 .
AFRY 의 다음 인포그래픽 은 철강 제조가 진화하고 탈탄소화해야 할 필요성과 수소가 "녹색" 철강 혁명에서 중요한 역할을 할 수 있는 방법을 강조합니다.
현대 철강 생산 풍경
2021년 전 세계 조강 생산량 은 총 1,951백만 톤 (Mt)입니다.
이 생산량은 인도, 일본, 미국을 포함한 전 세계에 분포되어 있으며 대다수 (10억 3300만 톤)가 중국에 집중되어 있습니다.
그러나 전 세계적으로 다양한 장소에서 생산되고 있음에도 불구하고 철강 생산의 두 가지 주요 방법, 즉 전기 로 (EAF)와 고로 기본 산소 로(BF-BOF) 생산만이 시간이 지남에 따라 연마되고 활용되었습니다.
두 가지 방법 모두 전통적으로 화석 연료를 사용하며 2019년에는 3.6Gt 의 이산화탄소(CO 2 ) 배출에 기여했습니다.
철강 생산 방법활용 재료CO2 배출량(2019)
EAF | 한조각 | 0.5Gt |
BF-BOF | 스크랩, 철광석, 코크스 | 3.1 Gt |
이것이 철강 산업이 탈탄소화할 수 있는 주요 방법 중 하나가 화석 연료의 대체를 통한 이유입니다.
녹색 철강 생산에서 수소의 역할
물론 업계가 직면한 가장 큰 과제 중 하나는 경쟁이 치열한 시장에서 "친환경" 철강을 어떻게 탈탄소화하고 생산하는가입니다.
좋은 비용 마진으로 세계적으로 거래되는 상품인 철강 생산은 무역 분쟁 및 관세를 비롯한 주요 지정학적 문제와 관련되어 있습니다. 그러나 기후 변화로 인해 탄소 친화적 생산에 대한 갑작스럽고 엄청난 수요도 있습니다.
여기에서 수소 가 핵심적인 역할을 합니다. 전통적으로 용광로에서 만든 강철은 공기 없이 석탄을 가열하여 만든 고탄소 연료인 코크스를 연료 공급원으로 사용하여 철광석 펠릿을 가열하고 순수한 철 성분을 액화합니다. 이것은 철을 녹일 만큼(1,200°C) 고철과 혼합하여 강철로 만들기 위해 많은 배출량을 배출합니다.
녹색 강철 방법은 대신 수소를 사용하여 철 펠릿을 스폰지 철 , 금속성 철로 환원시켜 강철을 형성할 수 있습니다. 이 공정도 철의 녹는점(800~1,200°C)보다 낮은 고온에서 이루어지므로 에너지 비용이 절감됩니다.
그리고 비화석 연료를 도입하여 철 펠릿을 만들고 재생 가능한 전기를 사용하여 해면철과 스크랩을 강철로 만들면 공정에서 화석 연료를 제거할 수 있어 결과적으로 배출량을 크게 줄일 수 있습니다.
녹색 철강 생산의 미래
철강에 대한 엄청난 전 세계 수요를 감안할 때 녹색 철강 생산에 필요한 수소 및 재생 에너지에 대한 필요성도 그만큼 중요합니다.
AFRY와 국제 재생 에너지 기구(International Renewable Energy Agency)에 따르면, 2021년에 친환경 철강 방법을 사용하여 전 세계 철강 생산량을 충족하려면 9,760 만 톤 의 수소가 필요할 것입니다.
그리고 진정한 탄소 없는 친환경 철강으로의 전환을 위해서는 에너지 산업도 전기분해를 사용한 녹색 수소 생산 에 집중해야 합니다 . 천연가스를 연소시켜 수소를 방출하는 방법과 달리 전기분해는 재생 가능한 에너지원을 사용하여 물(H 2 O)을 산소와 수소로 분해하는 과정을 수반 합니다.
따라서 완전한 녹색 철강 생산은 공급망의 모든 부분에 대해 녹색 수소, 재생 에너지로 실행되는 전해조 및 추가 재생 가능을 사용합니다.
철강 생산 소스연간 철강 생산량녹색 수소 필요필요한 전해조 용량필요한 총 재생 가능 용량글로벌1951년 후지산97.6산1,097GW1,371GW
기본 참조 | 1Mt | 50kT | 0.56GW | 0.7GW |
우리를 | 85.8산 | 4.3산 | 48GW | 60GW |
유럽 | 103산 | 5.2산 | 58GW | 72GW |
중국 | 1032.8산 | 51.6산 | 581GW | 726GW |
현재 녹색 수소 생산 비용은 기존 화석 연료 방식보다 높으며 재생 가능 에너지 원의 균등화 비용에 의존합니다. 이는 지역에 따라 차이가 있지만 재생 가능 에너지 및 녹색 수소에 대한 생산 능력과 보조금이 증가함에 따라 감소한다는 것을 의미합니다.
그리고 많은 유럽의 주요 철강 제조업체들은 이미 친환경 철강 생산을 위한 대규모 시험 시설을 통해 선두를 달리고 있습니다. 독일 에서만도 수익 기준 으로 세계 10대 철강업체 중 두 곳인 ArcelorMittal과 ThyssenKrupp의 프로젝트를 포함하여 최소 7개의 프로젝트가 진행 중 입니다.
AFRY 는 기업이 기후 변화에 맞서 싸우고 더 큰 미래를 향해 나아가는 데 있어 자문 서비스와 지속 가능한 솔루션을 제공하는 사고 리더십 회사입니다.