On Minnesota's Iron Range, Producers Explore Hydrogen Fuel To Reduce Emissions

플라톤에 의해 재발행

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다음 기사는 미네소타 북부의 독립 비영리 커뮤니티 라디오 방송국인 KAXE/KBXE와 협력하여 Energy News Network에서 제작되었습니다.

지역 수소 파트너십의 리더는 미네소타의 Iron Range를 친환경 철강 생산의 선두주자로 만들기 위해 새로운 연료원을 활용하는 방안을 모색하고 있습니다.

Heartland Hydrogen Hub의 사장 겸 COO인 Tom Erickson은 "그렇습니다. 확실히 큰 잠재력을 가지고 있습니다."라고 말했습니다. 7개 지역 프로젝트 중 하나 최근 미국 에너지부가 수소 연료 생산을 시작하기 위해 자금을 지원했습니다. "타코나이트(광산) 산업에서 수소를 최초로 사용하는 것은 바로 전기를 생산하는 것입니다."

미국 정부는 공급을 늘리고 상업적으로 실행 가능하도록 비용을 낮추는 데 필요한 인프라를 강화하기 위해 지역 수소 생산 허브를 개발하는 데 수십억 달러를 투자하고 있습니다.

수소는 연소 시 수증기와 따뜻한 공기만 방출하지만 일반적으로 높은 온실가스 배출을 생성하는 과정에서 천연가스에서 생산됩니다. 그만큼 하트랜드 수소 허브 재생 에너지와 원자력을 사용하여 기후 영향과 가격표를 줄이려고 노력할 것입니다.

초기 초점은 암모니아 비료용 수소 공급에 있을 것이지만 Erickson은 동일한 생산량이 Iron Range의 타코나이트 채굴 작업을 가열하고 전력을 공급하는 데 사용되는 보다 탄소 집약적인 연료를 대체할 수도 있다고 말했습니다.

Erickson은 “해당 산업에서는 펠릿을 생산하기 위해 열 및 열 시스템에 많은 천연가스를 사용합니다.”라고 말했습니다. "(시스템을) 상당히 다르게 설계해야 하지만 확실히 거기에 수소 전력을 추가하고 그 관점에서 배출량을 줄일 수 있습니다."

분자 조작

우주에서 가장 풍부한 원소인 수소는 역사적으로 에너지로 활용하기가 어려웠습니다. 1937년 힌덴부르크 재해는 수소의 폭발적 특성을 보여주는 악명 높은 사례입니다.

“당신은 그것을 채굴할 수 없습니다. 땅에 파이프를 꽂고 수소를 끌어올릴 수는 없습니다. 다른 것에서 생산해야합니다. 이는 가장 작은 분자이고 포착하기 가장 어려운 분자입니다.”라고 Erickson은 설명했습니다. "한 번 제작한 후에는 이동하기가 가장 어렵습니다. 따라서 실제로 비용을 절감하기 위해 새로운 혁신적인 아이디어를 내놓고 극복해야 할 몇 가지 사항이 있습니다."

오늘날 대부분의 상업용 수소는 높은 열과 압력 하에서 메탄에서 수소 원자를 분리함으로써 생산되며, 많은 산업 시설에서는 천연가스를 메탄 공급원으로 사용합니다. 이 방법은 수소, 일산화탄소 및 상대적으로 적은 양의 이산화탄소를 생성합니다.

미네소타는 미국 내 다른 주보다 친환경 철강 생산에 있어 경쟁력이 매우 높은 것으로 나타났습니다.

전기 분해는 전류를 사용하여 물에서 수소를 분리합니다. 이 방법은 산소와 수소 이외의 부산물이나 배출물을 생성하지 않습니다. 이는 에너지부가 수소 에너지에 투자하는 주요 초점입니다.

하트랜드 수소 허브(Heartland Hydrogen Hub)의 프로젝트는 가솔린 구동 자동차 1대에 해당하는 연간 약 220,000만 미터톤의 탄소 배출량을 줄일 것으로 예상됩니다.

노스다코타 대학의 탐색 연구 책임자이기도 한 에릭슨은 더 넓은 규모의 수소 사용을 위한 인프라가 미래에 있다고 말했습니다.

“기차든 대량의 석유를 운반하는 선박이든 운송은 훨씬 더 큰 목표입니다.”라고 그는 말했습니다. "아마도 수소 연료를 적용하기 위한 목표가 조금 더 쉬워질 것입니다."

Iron Range의 타코나이트 광산에서 일했던 할아버지와 다른 많은 친척들의 Erickson은 고품질의 타코나이트 펠릿을 생산하는 기술이 Keewatin에서 연구되었으며 US Steel은 새로운 고급 타코나이트 공장에 150억 XNUMX천만 달러를 투자할 계획이라고 말했습니다.

Erickson은 “사람들은 천연가스, 석탄 유래 가스, 물론 수소로부터 생산된 고급 타코나이트 펠릿을 살펴보았습니다.”라고 말했습니다.

하트랜드 수소 허브는 현재 개념 개발 단계에 있으며, 에릭슨은 미래를 위한 에너지 분야의 발전 기술이 기대된다고 말했습니다.

“내가 가장 기대하는 것은 더 큰 규모의 수소 생산을 보기 시작하는 것입니다.”라고 그는 말했습니다. “일단 생산을 시작하면 사회에 도움이 되는 것들을 활용하는 다른 방법, 분자를 조작할 수 있는 다른 방법을 찾을 수 있습니다. 깨끗하고 신뢰할 수 있으며 지속 가능한 에너지를 제공합니다.”

열을 느끼다.

강철은 많은 열을 사용하여 만들어지며 석탄을 동력으로 하는 용광로가 여전히 전 세계 철강 생산 능력의 57%를 차지하고 있습니다. 이는 전 세계 철강 생산량의 67%가 용광로를 사용해 만들어졌던 전년도에 비해 감소한 수치입니다. 전 세계적으로 전기로 기술로의 전환을 의미합니다.

아이언 레인지 보급품 전국 철광석의 4분의 3, 강철이 만들어지는 곳입니다. Iron Range의 광산 운영을 소유한 US Steel 및 Cleveland-Cliffs와 같은 철강 제조업체는 정부, 투자자 및 고객으로부터 기후 배출을 줄이라는 압력이 커지고 있습니다. 미래의 환경 규제에 대한 가능성만은 아닙니다. 더 많은 기업들이 탄소 배출량이 더 적은 철강에 프리미엄을 지불할 의향이 있습니다.

광업 및 기타 중공업에서 발생하는 배출을 줄이는 것은 자동차나 발전소를 청소하는 것보다 더 큰 과제가 될 것으로 예상됩니다. 이는 전기 대안을 널리 사용할 수 없는 대규모 용광로 및 기타 장비에 전력을 공급해야 하기 때문입니다.

이러한 요인으로 인해 많은 제조업체는 수소 연료의 잠재력을 탐구하게 되었습니다. Hibbing Taconite를 소유하고 운영하는 Cleveland-Cliffs는 이미 톨레도 공장에서 수소 발전 프로젝트에 자금을 지원하기로 약속했습니다. 회사는 공장을 개조하지 않고도 천연가스 소비량의 최대 30%를 수소로 대체할 수 있다고 밝혔습니다. 그리고 장비 업그레이드 및 기타 투자를 통해 이 수치는 70%까지 증가할 수 있으며, 이는 매년 1만 미터톤의 온실가스를 배출하게 됩니다.

Cleveland-Cliffs는 인디애나 북부에 기반을 둔 연방 자금 지원 수소 허브의 일부이기도 합니다. 10월에는 미국 에너지부로부터 기업인정을 받았습니다. 온실가스 배출량을 3분의 1 이상 줄이려고 노력하고 있습니다.

회사는 미네소타 북부 지역에 자사의 배출량 감축 노력이 어떤 의미를 가질 수 있는지에 대한 논평 요청에 응답하지 않았지만 연구원 Rolf Weberg는 미네소타주의 광산 산업이 수소 연료를 활용하기에 좋은 위치에 있다고 말했습니다.

미네소타 덜루스 대학 천연자원 연구소의 전무이사인 웨버그(Weberg)는 “미네소타는 미국의 다른 주보다 친환경 철강 생산에 있어 훨씬 더 경쟁력이 있는 것으로 나타났습니다.”라고 말했습니다. “우리는 미래 에너지를 위한 인프라와 물에 대한 접근을 포함하여 본질적으로 모든 자원을 보유하고 있습니다. 녹색 철과 강철을 준비하는 수소 기반 접근 방식에 필요한 모든 것입니다.”

수소 에너지의 미래에 관한 대화는 이제 막 시작되었습니다.

"미네소타 산업계는 이에 대비하기 위해 투자해 왔습니다"라고 Weberg는 말했습니다. “미네소타가 포용할 수 있는 흥미로운 기회이며 대화는 이제 막 시작되었습니다. 이는 이 분야에서 실제로 선도적인 역할을 할 수 있는 기회이며, 그린 수소 및 그린 스틸과 함께 이를 수행할 수도 있습니다.”