自日本前首相鳩山由紀(jì)夫在丹麥哥本哈根國際大會(huì)上承諾日本2020年的二氧化碳排放量要比1990年減少25%以來,在落實(shí)過程中遭到本國鋼鐵業(yè)等九大產(chǎn)業(yè)部門的公開反對(duì),他們認(rèn)為該減排目標(biāo)遠(yuǎn)高于一些二氧化碳排放大國,因而將影響日本企業(yè)在國際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。盡管如此,日本各行業(yè)仍積極發(fā)展低碳技術(shù),鋼鐵業(yè)在日本政府的引導(dǎo)和企業(yè)的努力下,在新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用方面取得了一些成果。
政府主導(dǎo)6家企業(yè)共同參與在日本政府的主導(dǎo)下,2008年啟動(dòng)的煉鐵工序減排二氧化碳30%的重大研發(fā)項(xiàng)目正加速進(jìn)行。該項(xiàng)目為日本政府計(jì)劃到2050年實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排50%的長遠(yuǎn)重大研發(fā)項(xiàng)目,由政府及相關(guān)機(jī)構(gòu)組織新日鐵、JFE鋼鐵、住友金屬、神戶制鋼、日新制鋼和新日鐵工程6家企業(yè)共同進(jìn)行,計(jì)劃到2030年完成實(shí)用化技術(shù),到2050年全部推廣應(yīng)用,目前正加速進(jìn)行中。
1.首先是提高焦?fàn)t煤氣的含氫量,然后將其送入高爐代替焦炭承擔(dān)還原劑的作用,可使噸鐵二氧化碳的排放量減少10%。承擔(dān)這一項(xiàng)目的是JFE鋼鐵和新日鐵,其關(guān)鍵是爐內(nèi)還原技術(shù)的研發(fā)和降低成本。它們考慮到焦?fàn)t煤氣作還原劑后,燃料部門還得購入城市煤氣代替,于是在JFE鋼鐵的京濱廠展開了用比焦?fàn)t煤氣含氫量高的城市煤氣噴入高爐進(jìn)行還原鐵礦石的工業(yè)性試驗(yàn),初步效果尚好,這一項(xiàng)目有望提前實(shí)現(xiàn)。
2.通過對(duì)高爐煤氣中二氧化碳的分離回收和封存,可使噸鐵二氧化碳排放量減少20%。新日鐵君津廠正借鑒電力部門先行一步開發(fā)成功的化學(xué)吸收法來進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn),該項(xiàng)目的重點(diǎn)是解決成本較高的問題。JFE鋼鐵福山工廠為解決這一問題,自行研發(fā)成功對(duì)二氧化碳的物理吸附法(PSA),并于2011年2月28日在福山工廠建成試用裝置并正式開展了中試,為以后擴(kuò)大規(guī)模和降低成本并進(jìn)行實(shí)用化推廣累積數(shù)據(jù)。
該物理吸附法利用氣體吸附性的不同,將高爐煤氣加壓使其中的二氧化碳和一氧化碳等吸附在吸附劑上,然后再將吸附劑減壓后將二氧化碳等回收。該法的成本低于化學(xué)吸收法,有利于以后的推廣使用。新建成的ASCOM-3#中試裝置,面積為525平方米,采用直列兩段式PSA系統(tǒng)?;厥斩趸嫉囊欢蜳SA為內(nèi)徑750毫米、長1200毫米的三塔式;回收一氧化碳的PSA為內(nèi)徑900毫米、長1755毫米的兩塔式。二氧化碳的回收能力為3噸/天,建設(shè)費(fèi)用為4.3億日元。去年試運(yùn)行的二氧化碳濃度達(dá)99%、回收率達(dá)70%,回收二氧化碳的成本為2000日元/噸,新裝置由于規(guī)模加大有望進(jìn)一步改善成本。日本企業(yè)計(jì)劃今年上半年先對(duì)京濱廠去年建成的小型試驗(yàn)用PSA裝置進(jìn)行運(yùn)行中試,然后在下半年正式轉(zhuǎn)入本裝置的中試,到2012年再綜合試驗(yàn)成果,對(duì)裝置改進(jìn)后連續(xù)中試,以重點(diǎn)驗(yàn)證吸附劑的使用壽命和降低成本的幅度,以期早日實(shí)用化,僅福山廠采用此法后每年減排二氧化碳達(dá)400萬噸。
3.二氧化碳回收后還須封存于安全地點(diǎn)方為有效。從先行一步的美國的實(shí)踐來看,送往附近油氣田注入井下地層處值得借鑒,這可提高石油的采收率,但日本本土沒有油氣田,電力公司正為在近海海底儲(chǔ)存二氧化碳勘測(cè)合適的封存地點(diǎn)。負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作的為新日鐵工程,除須深入了解國內(nèi)外的二氧化碳貯封技術(shù)外,還須從降低成本出發(fā)以及借鑒鋼鐵和化工行業(yè)利用二氧化碳生產(chǎn)化肥、甲醇和超臨界提純劑的做法。