已获得联邦经济事务和气候行动部 3700 万欧元资助的能源转型现实世界实验室将投入使用。通过在杜伊斯堡启动 H2Stahl 项目，联合体成员 thyssenkrupp Steel、Air Liquide Deutschland 和 VDEh Betriebsforschungsinstitut(BFI，项目协调)现在已经确定了第一步。目前的任务是将氢气的使用扩大到整个高炉9，包括建设一条用于测试炼钢中大规模工业使用氢气的管道，以及直接还原的建设和试运行。试点工厂将标志着向以氢为基础的气候中性铁水生产的技术飞跃。

高炉氢气利用产业化

2019 年 11 月 11 日，蒂森克虏伯钢铁公司成为全球第一家在运行期间向高炉注入氢气的公司。氢气代替粉煤作为额外的还原剂。目标是减少 CO2排放 - 因为与碳不同，氢气不会在高炉中反应形成 CO2，而是水。由北莱茵-威斯特法伦州经济部资助的在杜伊斯堡 9 号高炉一个风口上进行的第一批系列试验顺利完成。该项目的重点特别是在使用氢气时获得有关工厂技术的知识。

在联邦经济事务和气候行动部资助的真实世界实验室 H2Stahl 的范围内，氢气的使用现在将扩展到高炉的所有 28 个风口。除其他外，该研究的目的是研究氢气的工业使用对高炉冶金过程的影响，并确定有效使用还原剂的参数。总体目标是确立使用氢气作为现有高炉中CO2技术还原的桥接技术。如果有足够数量的绿色氢气，CO2一个工厂的排放量最多可减少 20%。这笔资金是基于这样一种信念，即在能源系统转型的道路上，大规模工业使用氢将有助于使德国钢铁工业不仅对气候友好，而且在未来也具有竞争力。

通过新管道连接到氢基础设施

随着9号高炉全部28个风口的氢气使用范围扩大，该厂的内部基础设施将为大规模工业用氢气供应做好准备。这还包括与液化空气现有的氢基础设施的链接。为了确保高炉的持续氢气供应，项目合作伙伴液化空气将建造一条长约六公里的管道，将杜伊斯堡钢铁厂与液化空气的生产网络连接起来。液化空气中欧大型工业和能源转型副总裁 Gilles Le Van：“通过在杜伊斯堡欧洲最大的钢铁厂使用氢气，蒂森克虏伯和液化空气正在推进钢铁生产的脱碳。

直接还原试验工厂准备技术转换

作为 H2Stahl 项目的一部分，还将建造一个直接还原试验工厂，以准备从传统高炉路线向氢基直接还原工艺的技术转变。含氢工艺气体与天然气和纯氢的结合使用将在拟设计的新工厂中进行测试，该工厂将由 BFI 运营和科学监督。除了直接还原工厂常用的原料外，还将使用其他含有氧化铁的材料，包括可能合适的废料。直接还原试验工厂将配备额外的测量设备，以便进行科学评估。直接还原试验工厂的测试将在 BFI 技术中心进行建模和专门研究。

“在直接还原过程中灵活使用含氢气体以及各种含氧化铁的原料是一个相当大的挑战。科学研究​​将提供有关过程安全和有效操作以及适当操作参数的基本信息”， BFI 资源技术原料部门负责人 Michael Hensmann 说，并补充说：“在 H2Stahl 真实世界实验室中创建的设施将能够进行迫切需要的调查，以期实现钢铁行业的气候友好型转型”。蒂森克虏伯计划到 2025 年完成首个工业直接还原工厂，包括熔化装置。

转型战略的持续实施

H2Stahl 项目的启动标志着迈向气候中和钢铁生产的下一个重要里程碑。蒂森克虏伯钢铁公司的首席技术官 Arnd Köfler 博士解释说：“我们现在开始准备我们的工厂基础设施，以便大规模工业使用氢气。”“通过与液化空气现有氢气基础设施的管道连接，我们正在为尽快增加绿色氢气的生产提供另一个动力，因为有需求”。H2Stahl 不仅可以获取有关转换为直接还原的重要信息：在高炉中使用氢气可以显着减少 CO2排放 - 取决于绿色氢的可用性。“通过 H2Stahl，我们将气候战略的两个阶段结合起来：一方面，在现有的基于高炉的技术路线中实现氢气的工业化，已经涉及生产过程中的 CO2显着减少，另一方面，制备直接通过建立基础设施和彻底准备技术流程来减少流程”，Köfler 补充道。