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초록·키워드
The global steel industry accounts for about 7% of total greenhouse gas emissions. Among ironmaking routes, the blast furnace (BF) process remains the dominant pathway worldwide and in South Korea’s integrated steelworks, producing the majority of crude steel. Because of its large production capacity, even a modest improvement in BF efficiency or fuel utilization can contribute into massive CO2 emission reduction. This makes BF decarbonization an essential step in achieving national carbon mitigation roadmaps toward 2040 and 2060. Various processes proposed for BF decarbonization include H2/NH3-based reduction, off-gas recycling, and the utilization of alternative fuels derived from (1) solid wastes, (2) biomass, and (3) waste plastics. However, when viewed from a fuel production-to-BF (X-to-BF) perspective, the integration of these alternative routes leads to numerous possible combinations and considerable implementation challenges. In this context, this study proposes a model-based analysis framework that provides a foundation for conducting techno-economic analysis (TEA) and life-cycle assessment (LCA) on an equal and intrinsic basis. The framework employs a thermodynamic-based mass and energy balance model to predict in-/output features under various gaseous fuel injection scenarios, enabling the assessment of alternative process integrations and their techno-economic and environmental implications. The results provide practical insights for guiding fuel transition strategies and policy development toward low-carbon steelmaking.
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