中国冶金报 中国钢铁新闻网
记者 樊三彩 报道
记者 顾学超 摄影
“实现2050年碳中和愿景，还离不开两项重要工作，一是研究如何应对钢铁制造成本增加，二是加速构建社会协助网络。”9月2日，日本制铁株式会社副社长福田和久在第十三届中国国际钢铁大会期间做《日本制铁为实现碳中和所作做的努力》主旨发言，分享了日本制铁的碳中和目标愿景及举措。
福田和久表示，一方面，日本制铁向政府及产业界提出政策及制度建议，申请政府支持实现碳中和所需的巨额研究开发费、商业化投资以及能源/基础设施建设投资。
“整个日本钢铁工业实现碳中和需要的设备投资预计在10万亿日元左右，目前1/3的投资额已由国家负担，并建立相关制度；对于GI基金项目中‘炼铁工艺中的氢气使用项目’的开发，政府支援费用也从2021年的1935亿日元增长至4499亿日元（已完成预算）。”福田和久说道。
据介绍，GI基金为日本政府为实现2050年碳中和目标设立的基金，对于接受政府宏伟目标的企业等，以十年为周期，进行从研究开发、实证到实际社会商业应用等的持续支援。
另一方面，日本制铁通过呼吁、宣传，逐步形成由全社会分担成本的共识，确保企业能公平参与国际竞争。例如钢铁企业将环境价值（CO2减排）转化为经济价值，需在钢材价格上有所体现，这就需要得到社会系统的支持。
据介绍，日本制铁碳减排愿景规划分两个阶段。第一阶段，到2030年，碳排放量减少30%以上（相对于2013年），主要措施包括：在现有高炉-转炉工艺上装配COURSE50，推进现有工艺的低碳化，建立高效生产体制等。第二阶段，到2050年，力争实现碳中和，主要措施包括：采用大型电炉量产高等级钢，实现氢冶金（用Super COURSE50进行高炉氢还原，100%氢气直接还原），采用CCUS和其他碳补偿措施等。
“到2050年，日本制铁致力于实现提供减少碳排放的高性能钢材和解决方案，引领钢铁制造工艺的脱碳化，尽快向市场提供碳中和钢材，以满足客户（日本国内约6000家）的脱碳需求，帮助提升客户的国际竞争力。”福田和久进一步阐释道。
据悉，自2023年9月起，日本制铁已经开始销售已获得第三方机构认证、具备减排CO2效果的「NSCarbolex® Neutral」钢材。
在脱碳工艺方面，日本制铁正在进行的主要有高炉氢还原（COURSE50～Super COURE50）、用氢制造直接还原铁、利用大型电炉生产高级钢、用电熔炉制造铁水等。目前，各项技术均已有明显进展——
高炉氢还原。目前，日本制铁已在同时推进COURSE50和Super COURSE50两种高炉富氢炼铁技术路线工业试验。前者目前已在日本制铁君津地区第二高炉上导入常温氢基煤气喷吹设备，并计划于2026年度开始进行实机验证；后者在日本制铁君津地区的12m3试验高炉上进行改造，现已验证可以实现CO2减排33％。
氢基直接还原。日本制铁正使用氢气替代天然气进行低品位铁矿石的高炉还原，进行中试（实际高炉规模的1/25-1/5）验证，实现到2030年中试规模技术比传统方法减排50%以上。同时，在JFE(株)东日本制铁所千葉地区建设小型台架试验炉，计划2024年度开始试验；在日本制铁(株)波崎研究开发中心建设小型试验竖炉（1t/小时），计划2025年开始试验。
利用大型电炉生产高级钢。到2030年，在利用低品位铁矿石的氢直接还原铁的电炉工艺中，为了制造可用于汽车外板等的高端钢材品种，在直接还原炉-大型电炉的联合工艺（处理量约300 吨规模）中，验证将杂质（对产品有影响的成分）的浓度控制在与高炉工艺相同（磷150ppm、氮40ppm以下）的技术。
用电熔炉制造铁水。日本制铁获得GI基金230亿日元的支援，着手“采用电熔炉高效熔化直接还原铁”等技术的开发。”福田和久表示，该工艺采用从氢气直接还原—电熔炉—转炉的一贯制工艺，争取到2030年完成技术开发。
此外，日本制铁还同步实施CCUS（碳捕集、利用和封存技术）相关项目。“关于CCUS所需的二氧化碳分离回收技术，我们从2008年course50刚启动的时候就开始研发了。”福田和久同时介绍，日本制铁还在积极采取其他降碳措施。第一，着力开发CO2增值技术，如以CO2为原料制造对二甲苯、聚氨酯中间体等化学品，制造烯烃和煤油等燃料。第二，参与先进的CCS（碳捕捉与封存）项目等。“日本制铁正在参与将分离回收的二氧化碳进行地质封存的先进CCS项目。”福田和久透露。
据介绍，总共有３项合作项目，分别是日本海侧东北地区海域CCS，即用船舶运送液化CO2，封存于日本海侧东北地区海域带水层；首都圏海域CCS，即采用管道输送，封存于首都圏海域带水层；大洋洲CCS，即将伊势湾/中部地区各产业排出的CO2汇集、液化，再运送并封存于海外海域产量下降的油田。这些项目为JOGMEC（独立行政法人能源与金属矿物资源机构）“关于开展先进的CCS项目之调查”的2023年度公开招标项目。
