スウェーデンの製鉄所が完全に水素に転換

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シボーン・ドイル著

2023 年 5 月 26 日金曜日に公開

鉄鋼メーカーのオバコは、スウェーデンの製鉄所の一つに水素施設を建設し、今夏の全面稼働を目指している。 E&T はこのプロジェクトと、同社の長期目標であるクライメート ニュートラルな鉄鋼生産においてこのプロジェクトが果たす役割について詳しく学びました。

ストックホルムの南にある趣のある町にひっそりと、オヴァコの 9 つの生産施設のうちの 1 つがあります。 ホフォースの拠点はそのルーツを 16 世紀半ばまで遡り、現在は鋼鉄およびビレット圧延機、チューブおよびリングミルで生産を行う同社の中心地として機能しています。

現在、製鉄所は、脱炭素化への取り組みにおける次のステップの一環として、ホフォースの拠点に水素プラントを新たに増設することを歓迎しています。

実際、ホフォースにあるオヴァコの新しい水素プラントは、既存の生産環境で圧延する前に水素で鉄鋼を加熱する世界初のプラントの一つとなる。 これは、液化石油ガス（LPG）を化石を含まない水素に置き換えることにより、カーボンニュートラルな鉄鋼生産に向けた同社の次の大きなステップとなる。

「私たちは、実際に二酸化炭素を使わずに鉄鋼を加熱できること、そして現在それを実行していることを世界に示したいと思っています」とOvakoのプロジェクトマネージャー、ミカエル・ペルソン氏はE&Tに語った。 「このプロジェクトは、鉄鋼業界に携わる他の企業に技術的優位性を与え、鉄鋼業界全体の二酸化炭素排出量の削減に貢献します。」

ホフォースの新しい水素プラントにより、オヴァコは圧延前に鋼を水素で加熱する世界初の企業となり、クライメートニュートラルな鉄鋼生産に向けた次の大きなステップとなる。

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Ovako によると、17MW のプラントは 1 時間あたり 3,500 立方メートルの化石を含まない水素を生成します。 水素への転換により、オヴァコはホフォースでの鉄鋼生産における CO2 排出量をすでに低いレベルから 50% 削減することも可能になります。

オヴァコのホフォース製鉄所には、現在ヨーロッパ最大の電解槽も設置されています。 現場のチームによると、1日あたり水素8トンの生産能力があり、出力定格は20MWだという。

ペルソン氏は、スムーズな生産を確保するために炉の近くにある電解槽ハウスに私たちを案内してくれました。 電解槽ホール自体は 8 つのスタックからなるモジュール設計です。 Ovako は、スクラバー、貯蔵タンク、コンプレッサー、配管に加え、変圧器と整流器も設置し、水素プラント内に統合制御システムと自動化システムを導入しています。これは、インフラの大部分がすでに整備されていることを意味します。

同社は夏休み後に電解槽の本格的な生産を開始することを目指しており、オバコ氏はプラントが完全に稼働すれば推定年間2万トンのCO2排出削減に貢献できると述べている。

E&T は、Ovako が水素を貯蔵するのではなく、敷地の外側 (左下) に緩衝貯蔵タンクがあり、プロセス中に必要に応じて作動することを現場で観察しました。

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工場で水素を使用するための Ovako のアプローチには、短期間の飲料水を借りることが含まれます。 このプラントは水を汲み上げ、北欧の送電網から引き込まれた電力を介してこれを水素と酸素（O2）に分解します。 次に、システムは H2 と O2 を混合して酸素燃料を生成し、炉内に注入します。そこでの燃焼により水が再形成されます。

Ovako の専門家によると、このアプローチでは、生産と需要の変動に対するバッファーとして数分間の保管が必要なだけです。

Ovako のエネルギーおよび炉技術のグループ技術スペシャリストである Anders Lugnet 氏は、チームは炉の生産性とエネルギー効率を可能な限り高めるために、炉の近代化に長い間取り組んできたと述べました。 「鋼の品質に影響を与えることなく、加熱に水素を使用できるという証拠が得られたことは非常に興味深いことです」と彼は付け加えた。

水素システムは 2020 年に初めて試験に成功し、ホフォースのチームは H2 パラメーターを使用して制御システムを再プログラムし、圧延機の炉を加熱する燃料源として H2 または LPG/NG を切り替えることができるようになりました。

オバコは、2022年からカーボンオフセットを通じて残りの炭素排出量を相殺することで、カーボンニュートラルな鉄鋼生産のみに基づいた製品を提供していると述べた。

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2022年11月、オヴァコはエステルスンドの土地・環境裁判所から、スウェーデン最大とされる電解槽を建設するための環境許可を獲得した。

この取り組みはスウェーデンエネルギー庁からも支援されており、化石フリー水素の業界全体での利用を確立し、この燃料の可能性についての認識を拡大し、費用対効果の高い生産を達成するという共通の目標を掲げています。

オバコ氏は、このソリューションにより、燃料電池トラックを使用した化石燃料を含まない貨物輸送などの用途向けに、大規模かつコスト効率の高い水素製造への道が開かれる可能性があると述べた。 複数の場所に設置することで、輸送部門で利用可能な地元で生産された化石フリー水素のネットワークが可能になる可能性があります。

同チームは、このソリューションは柔軟に使用できるため、電力網の安定性の向上に貢献し、再生可能エネルギー源の割合を高めることができると述べた。

オバコ氏は、発電所からの余熱は近隣地域の地域暖房の生成にも使用されると付け加えた。

Hofors の水素プロジェクトは、Ovako の生産ライン内の炭素削減に役立つだけでなく、地域社会や大型輸送にも役立つ可能性があります。

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ペルソン氏はE&Tに対し、水素への取り組みがいかにオープンテクノロジーであるかを強調し、プロジェクトの過程を通じて見られた知識と研究が、他の鉄鋼メーカーが自社の事業内で水素を使用することに追随する道を開くのに役立つことを期待している。

実際、スウェーデンに本拠を置く別の鉄鋼会社、H2 Green Steel は、2024 年にスウェーデンのボーデンで開始する自社の大規模水素プロジェクトのために、ホフォースのプロジェクトから知識とインスピレーションを得る予定です。

「Ovako と協力して、化石を含まない水素の製造をテストし、この燃料を高品質の鋼の製造に必要な高温を達成および制御するためにどのように最適に使用できるかを評価できるようになりました。」と H2 Green Steel の CTO、Maria Persson Gulda 氏は述べています。とプレスリリースで述べた。

Hofors での水素イニシアチブは、H2 Green Steel、Volvo Group、Hitachi Energy、Nel Hydrogen などのスウェーデンおよび北欧の業界の主要企業と協力して設立されました。これらの企業はすべて、Ovako にさまざまなコンポーネントと技術ソリューションを供給しています。植物。

オヴァコ氏は、市場レポートによると、同組織の製品からの二酸化炭素排出量は世界平均と比較して80パーセント低いと述べており、彼らは長年にわたり持続可能性への取り組みを行っていると述べた。 同社によると、これは効率的なプロセス、化石フリー電力の使用、2015年以来の化石フリー燃料への転換などの専用投資によって達成されたという。

同社はまた、鉄鉱石の代わりに鉄スクラップのみを投入原料として使用しています。 鉄鋼は特性を劣化させることなく何度でもリサイクルできるため、品質を損なうことなく気候への影響がより少ない鉄鋼を製造できるとオバコ氏は述べた。

「制御システムや自動化システムのアップグレードなど、炉の近代化と効率向上に対する長年の優先順位と投資のおかげで、Ovako は次のステップに進む準備ができています」と同社は述べた。 そして、その次のステップは水素です。

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