Siirry päänavigointiin Siirry hakuun Siirry pääsisältöön

Mathematical optimization modeling for scenario analysis of integrated steelworks transitioning towards hydrogen-based reduction

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArtikkeliTieteellinenvertaisarvioitu

8 Sitaatiot (Scopus)
139 Lataukset (Pure)

Abstrakti

To reduce carbon dioxide emissions from the steel industry, efforts are made to introduce a steelmaking route based on hydrogen reduction of iron ore instead of the commonly used coke-based reduction in a blast furnace. Changing fundamental pieces of steelworks affects the functions of most every system unit involved, and thus warrants the question of how such a transition could optimally take place over time, and no rigorous attempts have until now been made to tackle this problem mathematically. This article presents a steel plant optimization model, written as a mixed-integer non-linear programming problem, where aging blast furnaces and basic oxygen furnaces could potentially be replaced with shaft furnaces and electric arc furnaces, minimizing costs or emissions over a long-term time horizon to identify possible transition pathways. Example cases show how various parameters affect optimal investment pathways, stressing the necessity of appropriate planning tools for analyzing diverse cases.

AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli132366
JulkaisuEnergy
Vuosikerta305
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 1 lokak. 2024
OKM-julkaisutyyppiA1 Julkaistu artikkeli, soviteltu

Rahoitus

This research was funded by Business Finland and companies in the project Towards Fossil-free Steel (FFS) as well as by the Maximise H2 Enrichment in Direct Reduction Shaft Furnaces (MAXH2DR) project funded by Horizon Europe (Grant agreement 101058429). The authors wish to express their gratitude for the financial support.

YK:n kestävän kehityksen tavoitteet

Tämä tuotos edistää seuraavia kestävän kehityksen tavoitteita:

  1. SDG 9 – Teollisuus, innovaatiot ja infrastruktuuri
    SDG 9 – Teollisuus, innovaatiot ja infrastruktuuri
  2. SDG 12 – Vastuullinen kulutus ja tuotanto
    SDG 12 – Vastuullinen kulutus ja tuotanto
  3. SDG 13 – Ilmastotoimet
    SDG 13 – Ilmastotoimet

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Mathematical optimization modeling for scenario analysis of integrated steelworks transitioning towards hydrogen-based reduction'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Viittausmuodot