西班牙儲能技術突破助推全天候綠鋼生產

西班牙薩拉曼卡大學研究團隊針對年產能100萬噸的鋼鐵廠進行系統運作建模,並以西班牙大陸48個省份的氣候條件進行計算比較,提出一種全新且不需依賴傳統煤炭、石油或天然氣的綠色煉鋼模型。鋼鐵業目前約占全球二氧化碳排放量的7%,其轉型核心技術在於利用氫氣代替煤炭進行直接還原鐵,並於電爐中重新熔化。為了解決太陽能與風能等再生能源受限於夜間、無風及冬季等氣候波動導致無法穩定供電與製氫的痛點,此專案開發出一套能源綜合體模型。

該模型在實務應用場景中,利用太陽能板和風力渦輪機發電,部分電力直接驅動工場,剩餘電力則用於電解水製氫。系統結合了電池、壓縮氫氣罐與液態有機氫載體,可於夏季將過剩電力製氫並儲存於液態載體,至冬季再將氫氣提取釋放以驅動冶金廠,有效建立起季節性能源儲備。研究結果顯示,風力資源豐富的地區受季節影響較小,所需的大型季節性儲能設施較少;陽光充足的地區則相反,需建造大量氫氣儲備。此外,為了確保工場不間斷運行,裝置容量必須遠超平均需求,導致特定時期出現過剩電力,甚至可達工場年度能源需求的五倍,未來可望重新應用於化學產品、合成燃料或其他高能耗製程。目前,生產綠色鋼鐵所需的電力和氫氣成本約為每噸500至600歐元(約新臺幣17400元至20880元),雖比傳統製程高出數倍,但長遠來看,隨技術精進與碳排放費的引進,氫基鋼鐵生產有望成為具備競爭力的綠色轉型路徑。