近几年来,现代钢铁加大了在氢气领域的投资力度,积极开展氢气领域合作。
按照现代汽车集团的“2030燃料电池电动汽车愿景”,现代钢铁通过回收唐津厂生产过程中产生的副产煤气,再用氢气工厂来制氢,从而为氢气电动汽车和发电工业提供氢气。
现代钢铁的氢工厂被称为巨型“氢过滤器”。高炉炼铁要消耗大量的焦炭,而焦炭生产及燃烧过程中的主要副产物是高炉煤气,这种煤气主要由氢、焦油、硫磺、苯组成,经处理变成氢气。
制氢工厂有三个大型的柱状塔楼,分别是“静电除尘器”、“吸附塔”和“变温吸附塔”。高炉煤气经过塔后,依次除去焦油、硫、甲烷、一氧化碳。然后经过压缩和萃取,最后生成氢。用此方法得到的氢气纯度达到99.999%,又称“五九”高纯氢。现代钢铁称,工业氢气的纯度达到99.9%,这意味着唐津氢工厂不仅用于钢铁生产,而且还用于“氢经济”。
该工厂目前年产量为3500吨,是韩国唯一一家钢铁厂中规模最大的。就拿现代汽车Nexo来说,氢燃料电池一次充6.33kg,行驶609公里。如果每年行驶20,000公里,那么3500吨的氢气就可以让17000辆Nexo的一年行驶。
到2020年4月,由现代制造的氢动力电动汽车已经累计销售了16152辆。现代钢铁的目标是:到2024年,每年的氢气产量达到20,000吨,到2030年达到100,000吨,完全能满足现代汽车氢动力电动车的运行需要。
2014年,现代钢铁开始建造氢气工厂,2016年1月开始商用。现代汽车集团于2013年推出了世界上第一款量产氢动力电动车途胜FCEV,并于2018年推出氢动力电动车NEXO,现代钢铁在现代汽车集团氢能源汽车领域发挥着重要作用。
除制造氢气外,现代钢铁还在氢气工厂旁建立了一家制造金属双极板的工厂,该工厂于2020年3月正式投产。
金属型双极板是由外部供给氧和氢,在没有混合的情况下均匀地供给电极内的元件,同时将电极反应产生的水平稳地排至外部。这类金属双极板和薄膜电极组件(MEA)是氢动力电动车燃料电池的核心部件。
现代钢铁环保汽车零部件研发小组一名负责人说,由于氧和氢是分开供应的,燃料电池必须具有良好的导电性能和导热性,并且对密封性能、耐腐蚀、轻量化等要求。若不具备强大的材料研发技术和生产率,这仍然是一个难以突破的技术领域。
在2013年,现代钢铁发展了双极金属板大规模生产技术,2018年开始生产高性能产品。于金属双极板工厂,在透明、封闭的空间内进行装料、除油、清洗、装配,每一道工序都经过严格的排水、导电、粘接、气密性等检验。
装置的建立成功地实现了氢气经济的核心技术定位。到目前为止,现代汽车集团已经独立开发了氢动力电动车燃料电池的两种主要技术:金属双极板和MEA。现在,工厂的金属双极板设备全部本地化生产,从设计到生产经营,全部采用韩国自主技术。
关于氢能利用问题,现代钢铁决定与现代工程、斗山重工业以及中部电力公司合作,推动氢能发电技术的发展,推动氢能发电示范项目。现在,有四家企业签订了中型氢能涡轮业务合作协议,目标是在韩国第一个将氢能涡轮用于商业发电。氢能涡轮采用纯氢气作燃料,在现有的气体涡轮中使用了纯氢气。
按照协议规定,目标是2027年在忠清南道唐津地区建造一座装有80MW中型氢动力涡轮的新电厂,并实现商业生产。该公司计划供应唐津氢厂生产的“副产氢气”,同时为氢能发电的涡轮电厂提供场地。该项目负责发电厂的EPC总承包,包括设计和施工。中央电力公司负责发电厂的运行与维修。
这份协议将在落实韩国政府“氢能源经济振兴”、“2050碳中和促进战略”等方面发挥重要作用,四方将为实现共同目标尽全力努力。
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