高炉の新たな適応により、製鉄の排出量を 90% 削減できる可能性がある

バーミンガム大学の研究者らは、製鉄産業からの二酸化炭素（CO2）排出量をほぼ90％削減できる、既存の鉄鋼炉に新たな適応策を設計した。

同大学はプレスリリースの中で、この根本的な削減は「クローズドループ」カーボンリサイクルシステムによって達成され、現在の高炉と基本的な酸素炉システムで通常使用されるコークスの90パーセントを置き換えることができ、副産物として酸素を生成すると説明した。

バーミンガム大学化学工学部の Yulong Ding 教授と Harriet Kildahl 博士によって考案されたこのシステムは、Journal of Cleaner Production に掲載された論文で詳しく説明されており、英国だけで導入すればコスト削減が可能であることが示されています。英国全体の排出量を 2.9% 削減しながら、5 年間で 12 億 8,000 万ポンドを削減します。

丁教授は、「鉄鋼部門の脱炭素化に向けた現在の提案は、既存のプラントを段階的に廃止し、再生可能電力を利用した電気炉を導入することに依存している。 しかし、電気炉プラントの建設には 10 億ポンド以上の費用がかかるため、パリ気候協定を満たすために残された期間内にこの切り替えは経済的に実行不可能です。 私たちが提案しているシステムは既存のプラントに改修できるため、座礁資産のリスクが軽減され、CO2 削減とコスト削減の両方がすぐにわかります。」

世界の鉄鋼のほとんどは、鉄鉱石から鉄を製造する高炉と、その鉄を鋼に変える塩基性酸素炉を介して生産されています。

このプロセスは本質的に炭素集約的であり、コークス炉内での石炭の破壊蒸留によって生成される冶金コークスを使用し、熱風中の酸素と反応して一酸化炭素を生成します。 これが炉内の鉄鉱石と反応してCO2を生成します。 炉からの塔頂ガスには主に窒素、CO、CO2が含まれており、高温のストーブで送風の温度を1200～1350℃まで上げるために燃焼させてから炉に吹き込み、CO2とN2（NOxも含む）が排出されます。環境。

新しいリサイクル システムは、上部ガスから CO2 を回収し、「ペロブスカイト」材料として知られる結晶鉱物格子を使用して CO2 を CO に還元します。 この材料は、再生可能エネルギー源で電力を供給し、高炉に接続された熱交換器を使用して生成できる温度範囲 (700 ～ 800℃) で反応が起こるため選択されました。

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高濃度の CO2 の下では、ペロブスカイトは CO2 を酸素に分解し、酸素は格子に吸収され、CO は高炉に戻されます。 ペロブスカイトは、低酸素環境で起こる化学反応によって元の形状に再生できます。 生成された酸素は、塩基性酸素炉で鋼を製造するために使用できます。

鉄鋼製造は、すべての基盤産業部門の中で最も CO2 を排出しており、世界の排出量の 9% を占めています。 国際再生可能エネルギー機関 (IRENA) によると、地球温暖化を 1.5°C に抑えるには、2050 年までに排出量の 90% 削減を達成する必要があります。