전기를 넘어서: 친환경 제련과 정제의 열쇠는 수소입니까?

금속 및 광산업에서 CO2 배출의 가장 큰 원인은 제련 및 정제 공정입니다. 지금까지 업계의 탈탄소화 노력은 대부분 전기화에 집중되어 왔습니다. 그러나 야금 공정에서 화석 연료를 대체하는 수소로의 전환이 보이기 시작했습니다.

당사의 최근 보고서인 '전기를 넘어서: 수소가 친환경 제련 및 정제의 핵심입니까?'에서는 2023년 '요람에서 게이트까지' 범위 1 및 2의 이산화탄소 등가물(CO2e) 배출량에 대한 분석을 제공합니다.

분석은 광산 활동과 1차 제련 및 정제 작업에서 발생하는 배출량을 다루는 EBT(배출 벤치마킹 도구)의 데이터를 사용하여 수행되었습니다.

이 보고서는 조직이 탈탄소화 노력에서 알아야 할 주요 고려 사항을 간략하게 설명합니다. 철, 강철, 비철 가치 사슬에서 수소의 이점을 이해하면 투자자가 더 많은 정보를 바탕으로 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

오늘은 보고서에서 얻은 몇 가지 귀중한 통찰력을 공유하겠습니다. 보고서에서 더 자세한 내용을 다운로드하려면 페이지 상단의 양식을 작성하세요.

주요 금속을 생산하는 제련 및 정제 공정에서는 상당한 양의 온실가스(GHG)가 배출됩니다. 강철, 알루미늄, 구리, 아연을 합하면 전 세계 배출량의 거의 9.5%를 차지합니다.

철강 산업은 현재 금속 산업 중 온실가스를 가장 많이 배출하는 산업으로 전 세계 온실가스 배출량의 7.0%를 차지합니다. 알루미늄 부문은 2.0%를 차지하고 구리와 아연은 0.2%, 0.1%를 차지한다.

이러한 배출량의 상위 10% 배출자와 하위 10% 배출자 간의 차이 범위를 고려할 때 각 생산 가치 사슬에는 탈탄소화에 대한 고유한 접근 방식이 필요하다는 것이 분명합니다.

우리 보고서에 따르면 야금 반응에 석탄을 사용하기 때문에 철과 철강 생산이 금속 및 광산업 온실가스의 93%를 차지합니다. 이와 대조적으로 비철금속 생산은 발전소의 현장 연료 혼합이나 전력망 전력으로 인한 배출량의 62%를 차지합니다.

이러한 프로세스의 탈탄소화 필요성에도 불구하고 현재 대부분의 글로벌 노력은 전기 소비 목표에 초점을 맞추고 있습니다. 결과적으로, 특히 비철 산업의 화석 연료 배출은 대부분 해결되지 않은 채 남아 있습니다.

따라서 조직에서는 친환경 전력 측정을 넘어 더 넓은 발전 구성을 다루는 기술 혁신에 집중해야 할 필요성이 분명합니다.

철 및 강철 생산에서 배출의 93%는 용광로, 코크스, 소결 공장의 사용을 포함하는 제련 공정에서 발생합니다.

정유소 운영, 제강, 주조 공장 사용이 배출량의 5%를 더 차지합니다. 전반적으로 철강 제조의 탄소 영향은 주로 탄소가 풍부한 연료 연소로 인한 배출량의 92%를 차지합니다.

용광로를 대체하기 위해 수소를 사용하는 방법이 광범위하게 연구되었습니다. 연구에 따르면 연료는 청정제 역할을 할 수 있으며, 철 직접 환원(DRI) 공정에서 탄소를 줄이는 능력으로 인해 석탄과 코크스에 대한 효과적인 대안이 될 수 있습니다.

우리 연구에 따르면 알루미늄 가치 사슬 배출의 78%가 제련 공정, 주조소 및 전기분해에서 발생하는 것으로 나타났습니다. 환원 공정에서 발생하는 전기분해 배출량은 알루미늄 1톤당 CO2e 0~14톤 범위입니다.

알루미늄 정제 공정을 더 자세히 살펴보면, 배출물의 70%는 소화 중 증기에서 발생하고 30%는 하소 시 화석 연료 연소에서 발생합니다.

노르웨이의 알루미늄 회사인 Hydro는 Navarra 공장에서 실험을 수행해 왔으며 수소가 주조 주택과 소화 공정에서 천연가스를 대체할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

마찬가지로 영국-호주 광산 그룹인 Rio Tinto와 일본의 Sumitomo 기업은 현재 저탄소 알루미나 정제를 시험할 수소 파일럿 플랜트 건설 제안을 준비하고 있습니다. 이 계획은 연간 250톤 이상의 수소 생산 능력을 갖춘 2.5MW 전해조를 사용하게 되며, 이는 업계 전반에 걸쳐 수소 채택의 길을 열 수 있습니다.