近期，歐盟鋼鐵企業(yè)已經(jīng)啟動了三大全新的研究計劃，旨在開發(fā)減少煉鋼工藝的CO2排放，來自能源和其他行業(yè)的項目合作伙伴也參與了這些項目，合作開發(fā)新技術(shù)，以減少鋼鐵工業(yè)對全球變暖的影響。

為了生產(chǎn)綠色氫氣，歐盟“地平線2020”（Horizon 2020）項目已經(jīng)投入了1200萬歐元用于實施“H2Future”項目。利用質(zhì)子交換膜（PEM）技術(shù)在電解槽中生產(chǎn)工業(yè)和電力存儲專用的綠色氫氣，項目總預(yù)算約1800萬歐元，周期4.5年。

該項目的合作方包括奧鋼聯(lián)、西門子、奧地利電力聯(lián)盟（Verbund）、奧地利電網(wǎng)公司（APG），以及奧地利卓越技術(shù)能力中心（COMET）的K1-MET中心組和荷蘭能源研究中心（ECN）等研究機(jī)構(gòu)。項目團(tuán)隊正在建設(shè)一個中試設(shè)備，即全球最大的電解廠用于生產(chǎn)綠色氫氣。該廠將建在奧地利林茨市的奧鋼聯(lián)公司，生產(chǎn)的綠色氫氣將直接投入內(nèi)部廢氣網(wǎng)絡(luò)，從而在鋼鐵生產(chǎn)的不同工序檢驗氫氣的使用效果。

西門子公司是交換膜電解槽的技術(shù)提供方，Verbund作為項目協(xié)調(diào)方，將利用可再生能源發(fā)電，同時負(fù)責(zé)電網(wǎng)相關(guān)服務(wù)的開發(fā)。荷蘭能源研究中心主要負(fù)責(zé)科學(xué)分析，主要內(nèi)容是：示范操作和向其他行業(yè)的可轉(zhuǎn)讓性。APG將在工廠融入電力存儲市場方面提供支持，K1-MET在工廠操作方面提供專業(yè)支持，同時對其在歐洲和全球鋼鐵行業(yè)的潛在應(yīng)用進(jìn)行論證。

在“H2 Future”項目方面，有待解決的主要問題包括：評價綠色氫氣在鋼鐵生產(chǎn)不同階段的應(yīng)用潛力和可行性。此外，這項技術(shù)還將應(yīng)用于其他行業(yè)，研究氫氣在其他領(lǐng)域生產(chǎn)工序的使用效果。更進(jìn)一步的關(guān)注點是，鑒于目前大部分消費(fèi)用戶的負(fù)荷管理會導(dǎo)致電力供應(yīng)不穩(wěn)，進(jìn)而產(chǎn)生短期波動，通過需求側(cè)管理解決方案將響應(yīng)式PEM電解工廠與電力存儲市場融合，將有效彌補(bǔ)這一不足。

近十年，奧鋼聯(lián)集團(tuán)已經(jīng)在奧地利國內(nèi)運(yùn)行的環(huán)保設(shè)備投入了22億歐元左右。奧鋼聯(lián)集團(tuán)主席Wolfgang Eder表示，為了迎接氣候和環(huán)保的未來挑戰(zhàn)，奧鋼聯(lián)致力于鋼鐵生產(chǎn)工序的逐步脫碳化研究。未來20年間，該集團(tuán)將通過采用技術(shù)手段在鋼鐵生產(chǎn)中用替代能源取代煤炭。

（FCHJU）運(yùn)用公私伙伴關(guān)系支持歐洲燃料電池和氫能源技術(shù)的研發(fā)和實證活動，其目標(biāo)是加快這些技術(shù)的市場引進(jìn)步伐，在低碳系統(tǒng)上充分發(fā)揮技術(shù)潛力。燃料電池作為一種高效轉(zhuǎn)換技術(shù)，氫氣作為清潔能源載體，在二氧化碳減排方面潛力巨大，可以減少對碳?xì)浠衔锏囊蕾?，有助于?jīng)濟(jì)發(fā)展，F(xiàn)CHJU的最終目標(biāo)是通過各行業(yè)的共同努力為歐洲帶來益處。FCHJU的三大成員分別是歐盟委員會、代表燃料電池和氫氣工業(yè)的歐洲氫能協(xié)會，以及代表研究團(tuán)體的燃料電池和氫能新歐洲研究集群（N.ERGHY）。

“Carbon2Chem”是由德國蒂森克虜伯公司所發(fā)起的一項10年的合作研究項目，旨在將鋼鐵工廠的廢氣轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品原材料，這些廢氣中的溫室氣體二氧化碳將不再排放至大氣中。“Carbon2Chem”的特點是包含廣泛的、跨行業(yè)合作。共有16家來自不同行業(yè)的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)作為合作方參與這一項目，將為鋼鐵生產(chǎn)、發(fā)電和化工生產(chǎn)構(gòu)建一種全新的網(wǎng)絡(luò)。由德國聯(lián)邦教研部（BMBF）提供6000萬歐元以上的資助，該項目也是氣候變化計劃KlimaExpo.NRW的一部分。

就目前而言，鋼鐵工序產(chǎn)生的廢氣主要用于發(fā)電站發(fā)電，以及為其他行業(yè)的生產(chǎn)工序供熱。然而這些包括二氧化碳在內(nèi)的廢氣也可作為原材料。Carbon2Chem項目的研究目標(biāo)就是將鋼鐵廠廢氣轉(zhuǎn)化為化工產(chǎn)品，這也意味著溫室氣體二氧化碳今后也許不再會直接向大氣排放。化工生產(chǎn)工序所需的熱量將來自可再生能源產(chǎn)生的電力，但在此項技術(shù)正式達(dá)到工業(yè)規(guī)模應(yīng)用之前，至少需要10年的時間。

使用鋼鐵廠廢氣所需的基礎(chǔ)化工工藝和技術(shù)已經(jīng)廣為人知，鋼鐵廠產(chǎn)生的廢氣是轉(zhuǎn)化為氨氣這類肥料的初始原料，盡管不具備成本效益，但在技術(shù)上完全可行。該工序也可以回收鋼鐵廠廢氣中的部分二氧化碳，或者利用廢氣生成甲醇，這種工序可以回收幾乎全部的二氧化碳。

然而，可再生能源的波動仍是一項挑戰(zhàn)，這就需要化學(xué)轉(zhuǎn)化工序所需的催化劑來應(yīng)對這些劇烈的波動。在這一領(lǐng)域還需要做更多的研究工作，還需要開發(fā)出生產(chǎn)氫氣的高效、低成本方法。鋼鐵廠廢氣的洗滌和制備也是另一個需要進(jìn)一步研究的領(lǐng)域。

位于杜伊斯堡的蒂森克虜伯公司于2016年11月建立了一個技術(shù)中心，該公司認(rèn)為，Carbon2Chem項目是未來鋼鐵生產(chǎn)必須邁出的一步，如果該項目成功，將會顯著減少鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放，與此同時，Carbon2Chem項目有助于穩(wěn)定供電網(wǎng)絡(luò)。Carbon2Chem項目將為鋼鐵生產(chǎn)奠定全新的、可持續(xù)的發(fā)展路徑。

Carbon2Chem工藝將在中試工廠進(jìn)行測試，該廠占地2600m2，綜合性成套設(shè)備可將基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)規(guī)模，該中心計劃于2018年春天落成。

在瑞典，鋼鐵企業(yè)SSAB、聯(lián)合礦業(yè)公司LKAB和能源公司Vattenfall，于2016年春天發(fā)起了一項“無二氧化碳鋼鐵工業(yè)”（Carbon-Dioxide-Free Steel Industry）計劃，旨在解決瑞典鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放問題。項目目標(biāo)是構(gòu)想一種工序，采用氫氣替代高爐用的燃煤和焦炭，最終生成水而不是二氧化碳，具體研究內(nèi)容包括：無化石燃料的球團(tuán)生產(chǎn)工藝、以氫氣為原料的直接還原工藝、在電爐中采用海綿鐵、為氫氣生產(chǎn)和儲存提供電源。

該計劃分為三個階段：2017年年底的可行性研究，隨后是2024年的中試工廠研究和測試，最后一步是，2035年進(jìn)行示范工廠的測試。

瑞典非常適于發(fā)展具有專業(yè)的創(chuàng)新型鋼鐵工業(yè)，具備無化石燃料的電力以及歐洲最高品質(zhì)的鐵礦石。但是，為了完成這一項目，需要瑞典政府、研究機(jī)構(gòu)和高校在全國范圍內(nèi)開展廣泛合作，周期為20-25年。

SSAB、LKAB和Vattenfall的這一計劃已經(jīng)獲得了瑞典能源局的額外支持，在2017年2月，該局通過一項決議，將為這一4年的研究項目提供10200萬瑞典克朗（約合1050萬歐元）的資助，其中，瑞典能源局提供5600萬克朗（約合579萬歐元），上述三家企業(yè)提供其余的4600萬克朗（約合475萬歐元），與此同時，三家企業(yè)決定成立一家合資企業(yè)，加快推進(jìn)這一計劃的實施。