從我們的污水處理廠出來的東西可能不是很吸引人，污水處理廠產(chǎn)生一種液態(tài)污泥，通常將其干燥，然后焚燒或傾倒。這是昂貴和有污染的，長期以來被認為是浪費。

一組由歐盟資助的研究人員有不同的看法。他們認為，這些污泥可能會成為對抗氣候變化的一個不太可能的盟友——一種生產(chǎn)更環(huán)保的鋼鐵所需的氫和碳的原料。

意大利都靈理工大學(xué)（Polytechnic University of Turin）的能源系統(tǒng)、能源經(jīng)濟學(xué)和生物經(jīng)濟學(xué)教授David Chiaramonti說：“這些污泥是有價值的，它不僅僅是廢物。有了它，我們就可以創(chuàng)造出碳和氫之類的東西。”

Chiaramonti正在領(lǐng)導(dǎo)一個由歐盟資助的名為H2STEEL的研究項目，該項目匯集了來自法國、意大利、荷蘭、西班牙和英國的學(xué)者和鋼鐵行業(yè)專家。他們的目標(biāo)是設(shè)計一種從廢水污泥中提取有用物質(zhì)的工藝，這樣它們就可以被重復(fù)利用，并有助于減少鋼鐵工業(yè)的排放。

從飛機、汽車到建筑和風(fēng)力發(fā)電機，鋼鐵生產(chǎn)對所有產(chǎn)品都至關(guān)重要。它也是氣候變化的主要驅(qū)動因素。

根據(jù)國際能源署（IEA）2023年的一份報告，僅鋼鐵行業(yè)就占全球二氧化碳排放量的8%。相比之下，航空業(yè)的二氧化碳排放量約占全球的2.5%。

減少這些排放尤其困難。煉鋼過程很復(fù)雜，通常需要富含碳的原料，這不可避免地會釋放溫室氣體。這使得它成為最難脫碳的行業(yè)之一，也是轉(zhuǎn)型成本最高的行業(yè)之一。

在歐盟的碳排放交易體系下，傳統(tǒng)的鋼鐵生產(chǎn)方法在整個歐洲面臨著越來越大的碳定價壓力。根據(jù)市場預(yù)測，到2030年，碳價格可能達到每噸二氧化碳120-150歐元，這可能會大大增加每噸鋼鐵的生產(chǎn)成本。

對于每年價值超過2.5萬億歐元的全球鋼鐵市場來說，尋找負擔(dān)得起的低碳替代品迫在眉睫。

Chiaramonti說：“這就是H2STEEL的用武之地。這是循環(huán)經(jīng)濟的一個很好的例子，我們利用一種很少使用的資源，即廢水污泥，讓它再次發(fā)揮作用。”

這個過程分為兩個主要步驟。首先，污泥在沒有氧氣的情況下加熱以產(chǎn)生生物煤，這一過程被稱為“碳化”。然后用這種生物煤作為催化劑處理沼氣廠產(chǎn)生的甲烷，從而產(chǎn)生氫氣。

在這個過程中，生物煤的碳含量變得更加豐富，使其對煉鋼有價值。另一種副產(chǎn)品，磷，被分離出來用作肥料。

這兩種產(chǎn)出——氫氣和富含碳的生物煤——都有助于使鋼鐵變得更清潔。傳統(tǒng)的煉鋼燃燒煤炭和鐵礦石，釋放二氧化碳。通過H2STEEL的方法，氫可以取代部分煤炭。同時，生物煤替代了普通煤，將廢棄物轉(zhuǎn)化為有用的工業(yè)投入。

該團隊目前正在都靈建造一臺4米高的加工機器來展示這項技術(shù)。

Chiaramonti解釋說：“我們利用900℃的碳化污泥將生物甲烷分解成碳和氫。這就是我們把它變成生物煤和循環(huán)氫的方法。”

該項目的官方結(jié)果尚未公布，項目將于2026年3月完工，但潛力巨大。

從電爐到氫基工藝，脫碳鋼吸引了大量的研究工作。H2STEEL基于污泥的方法可以融入這一更廣泛的轉(zhuǎn)型。

安賽樂米塔爾（ArcelorMittal）總部位于盧森堡，是全球第二大鋼鐵生產(chǎn)商。該公司也是H2STEEL項目的合作伙伴，并希望能夠在他們的鋼鐵廠使用正在開發(fā)的技術(shù)。

H2STEEL最大的優(yōu)勢之一是速度。如果試驗成功，這項技術(shù)可能在幾年內(nèi)推出——在一個基礎(chǔ)設(shè)施變化往往需要幾十年的行業(yè)中，這一速度異常之快。

不過，挑戰(zhàn)依然存在。建立供應(yīng)鏈和最小化成本將是至關(guān)重要的。

這對鋼鐵工業(yè)來說是一項偉大的技術(shù)，但它必須證明自己的經(jīng)濟效益，一項專利已經(jīng)在申請中，合作伙伴們渴望看到演示的結(jié)果。

Chiaramonti說：“我們正在做的事情看起來很有希望，現(xiàn)在的問題是能否實施最后的步驟。”

如果成功，H2STEEL帶來的將不僅僅是技術(shù)突破。通過將廢物轉(zhuǎn)化為有價值的原材料，它體現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟的原則，幫助歐洲保持競爭力，同時更接近其凈零目標(biāo)。