環(huán)球零碳

碳中和領域的《新青年》

來源：World Bio Market Insights

撰文| Shushu

編輯 | 小瀾

→這是《環(huán)球零碳》的1939篇原創(chuàng)

鐵其實像煤炭、石油一樣，也是一種很好的燃料。

最近，荷蘭初創(chuàng)公司可再生鐵燃料技術(shù)公司（Rift）宣布，已通過私人融資和公共撥款籌集了近1.14億歐元，用于開發(fā)其首個商業(yè)項目。

這家初創(chuàng)公司之所以受到關注，是因為它用鐵粉作為燃料，代替天然氣進行工業(yè)供熱。一直以來，工業(yè)供熱是全球減碳最困難的領域之一，目前很多工廠仍依賴化石燃料獲取熱能，用于生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品，占全球能源碳排放的三分之一以上。

相比于傳統(tǒng)的工業(yè)供熱，Rift的用“鐵代替氣”的技術(shù)，可以在現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)的生命周期內(nèi)減少近80%的排放。

在Rift的解決方案中，將鐵磨成類似沙子大小的鐵粉，再將鐵粉放入特制的鍋爐中，再注入空氣，用一個小火花點燃，就可以讓鐵粉燃燒起來。一旦火焰形成，鐵粉的氧化反應會釋放大量熱量，這部分熱量足以持續(xù)加熱后續(xù)進入的鐵粉和空氣，從而讓燃燒過程自我維持下去，最終形成熊熊烈焰。

圖說：鐵燃料鍋爐內(nèi)部看到的熊熊烈火

來源：Rift

但與傳統(tǒng)燃料不同的是，鐵在燃燒之后并不會被“消耗掉”，而是轉(zhuǎn)化為氧化鐵（類似鐵銹）。所以Rift的核心思路，是將這些氧化鐵重新回收，再通過與低碳氫反應，將其還原為新的鐵粉和水，從而形成一個可循環(huán)利用的燃料體系。與此同時，鐵燃燒產(chǎn)生的熱量可直接用于制造業(yè)或區(qū)域供熱網(wǎng)絡。

Rift目前主要瞄準中溫工業(yè)供熱市場，溫度約為250攝氏度。此外，該技術(shù)也可接入?yún)^(qū)域供暖系統(tǒng)，甚至作為電氣化供熱的補充，在電價高企或電力供應緊張時提供穩(wěn)定熱源。

2025年，Rift與荷蘭公司Kingspan Unidek簽署了第一份客戶合同，該公司生產(chǎn)建筑保溫材料，并計劃在其一家工廠安裝一臺鐵燃料鍋爐。

現(xiàn)在，Rift已在荷蘭運營兩套試點裝置，并計劃建設首個商業(yè)燃料工廠，在歐洲約10個工業(yè)設施中部署其鍋爐系統(tǒng)，首個項目預計將于2029年投運。

圖說：Rift在荷蘭海爾蒙德試點項目現(xiàn)場搭建的鐵燃料鍋爐

來源：Rift

Rift的這項技術(shù)的起源可以追溯到埃因霍溫理工大學的菲利普·德·戈伊和蒙特利爾麥吉爾大學的杰夫·伯格索爾森領導的早期研究工作。兩位教授在荷蘭歐洲空間研究與技術(shù)中心觀察到粉末燃燒現(xiàn)象后，受啟發(fā)開始研究金屬燃料在能源領域的應用。

他們認為鐵粉是氣態(tài)氫燃料的理想替代品。氫燃料的發(fā)展一直受到存儲和運輸?shù)南拗?，而鐵粉的運輸和存儲極其方便。

2020年，埃因霍溫理工大學的研究人員和學生在附近一家啤酒廠建造了他們的第一臺100千瓦鐵燃料鍋爐。同年，在比爾·蓋茨領導的“突破能源研究員計劃”的支持下，Rift公司成立并推出了一套 1兆瓦的系統(tǒng)，為荷蘭海爾蒙德市約500戶家庭供暖；該公司還在阿納姆的一個清潔技術(shù)園區(qū)運營著另一套試點裝置。

正是在這項研究推動下，金屬燃料逐漸從實驗室走向商業(yè)化，成為近年來興起的一條新興能源脫碳路徑。

以前，類似于鐵粉的這類金屬粉末，主要作為高能材料應用于火箭推進和煙火領域?，F(xiàn)在，它們開始被重新定義為一種“可儲存能量的載體”。

從原理上看，這一技術(shù)與Rift的方案是一致的：通過可再生能源，將金屬氧化物還原為金屬粉末，把能量“儲存在金屬中”；在使用時，再通過金屬粉末的氧化反應釋放熱量，并生成可回收的氧化物，這一過程被稱為“干循環(huán)”。如果還原過程使用的是風能或光伏等清潔能源，那么整個循環(huán)可以實現(xiàn)接近零碳排放。

此外，金屬粉末還可以用于“儲氫”。在水蒸氣環(huán)境中，它不僅能釋放熱量，還可以同時產(chǎn)生氫氣，這一過程被稱為“濕循環(huán)”。

圖說：鐵作為能量載體使用的示意圖

來源：今日新材料

在不同的金屬中，鐵粉作為一種能源載體尤其具有前景，因為鐵粉成本低、來源廣泛、毒性低，并且易于改造現(xiàn)有的燃煤電廠以進行鐵燃燒。研究顯示，在洲際能源運輸場景下，鐵粉作為能源載體的效率與綠氫大致相當。

目前，Rift已經(jīng)不是這個新興領域的唯一參與者。其他參與者包括荷蘭初創(chuàng)公司Iron+、加拿大公司Altiro Energy、FeX Energy和GH Power，以及澳大利亞的Ferron Energy和法國的Fenix Energy。

很多公司都看中了這項技術(shù)可以與全球其他類型的清潔供熱解決方案協(xié)同工作，例如儲存電力以提供按需供熱的熱電池和高效的工業(yè)熱泵。

不過，與氫能、電氣化等主流路徑相比，鐵燃料仍處于早期階段，其真正商業(yè)化落地仍面臨多重挑戰(zhàn)。

首先，研究人員仍在改進鐵燃燒過程和氧化鐵的收集技術(shù)。另外，企業(yè)需要建立鐵粉的供應鏈，以進行采購和回收。據(jù)了解，目前其鐵礦石的供應價格為每噸140歐元，經(jīng)濟性有待提升。

更重要的是，由于供應有限且成本高昂，利用綠色氫氣（即利用可再生能源生產(chǎn)的氫氣）進行鐵燃料循環(huán)使用仍然面臨挑戰(zhàn)。

此外，政策與市場機制同樣關鍵。在當前碳定價和能源體系下，鐵燃料能否在成本上與天然氣、電力或氫能競爭，仍存在不確定性。

[1]https://www.canarymedia.com/articles/clean-energy-manufacturing/metal-powders-help-fuel-rockets-now-factories

[2]https://www.nature.com/articles/s41578-025-00876-1

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