本文源自微信公眾號：環(huán)球零碳，編輯：小瀾，作者：環(huán)球零碳研究中心

鐵其實和煤炭、石油一樣，也是一種優(yōu)質(zhì)燃料。

近日，荷蘭初創(chuàng)企業(yè)可再生鐵燃料技術(shù)公司（Rift）宣布，已通過私人融資與公共撥款籌集近1.14億歐元，用于開發(fā)首個商業(yè)項目。

這家初創(chuàng)公司之所以備受關(guān)注，是因為它采用鐵粉作為燃料，替代天然氣用于工業(yè)供熱。長期以來，工業(yè)供熱是全球減碳的難點領(lǐng)域之一，目前眾多工廠仍依賴化石燃料獲取熱能來生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品，其碳排放量占全球能源碳排放的三分之一以上。

與傳統(tǒng)工業(yè)供熱相比，Rift“以鐵代氣”的技術(shù)，能在現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)生命周期內(nèi)減少近80%的排放。

在Rift的解決方案中，先將鐵磨成沙粒大小的鐵粉，放入特制鍋爐，再注入空氣，用小火花點燃，鐵粉即可燃燒。火焰形成后，鐵粉的氧化反應(yīng)會釋放大量熱量，足以持續(xù)加熱后續(xù)進入的鐵粉和空氣，使燃燒過程自我維持，最終形成熊熊烈焰。

圖說：鐵燃料鍋爐內(nèi)部的熊熊烈火

但與傳統(tǒng)燃料不同，鐵燃燒后不會被“消耗”，而是轉(zhuǎn)化為氧化鐵（類似鐵銹）。因此Rift的核心思路是回收這些氧化鐵，通過與低碳氫反應(yīng)，將其還原為新的鐵粉和水，形成可循環(huán)的燃料體系。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(luò)。

Rift目前主要瞄準(zhǔn)中溫工業(yè)供熱市場，溫度約250攝氏度。此外，該技術(shù)還可接入?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(yīng)緊張時提供穩(wěn)定熱源。

2025年，Rift與荷蘭Kingspan Unidek公司簽署首份客戶合同，該公司生產(chǎn)建筑保溫材料，計劃在其一家工廠安裝鐵燃料鍋爐。

目前，Rift已在荷蘭運營兩套試點裝置，并計劃建設(shè)首個商業(yè)燃料工廠，在歐洲約10個工業(yè)設(shè)施部署鍋爐系統(tǒng)，首個項目預(yù)計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

Rift的這項技術(shù)起源于埃因霍溫理工大學(xué)菲利普·德·戈伊與蒙特利爾麥吉爾大學(xué)杰夫·伯格索爾森領(lǐng)導(dǎo)的早期研究。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(lǐng)域的應(yīng)用。

他們認(rèn)為鐵粉是氣態(tài)氫燃料的理想替代品。氫燃料的發(fā)展一直受存儲和運輸限制，而鐵粉的運輸和存儲極為方便。

2020年，埃因霍溫理工大學(xué)的研究人員和學(xué)生在附近一家啤酒廠建造了首臺100千瓦鐵燃料鍋爐。同年，在比爾·蓋茨領(lǐng)導(dǎo)的“突破能源研究員計劃”支持下，Rift公司成立并推出1兆瓦系統(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清潔技術(shù)園區(qū)運營另一套試點裝置。

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，成為近年興起的新興能源脫碳路徑。

以往，類似鐵粉的金屬粉末主要作為高能材料應(yīng)用于火箭推進和煙火領(lǐng)域，如今它們被重新定義為“可儲存能量的載體”。

從原理看，該技術(shù)與Rift方案一致：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”；使用時，通過金屬粉末的氧化反應(yīng)釋放熱量，生成可回收的氧化物，此過程稱為“干循環(huán)”。若還原過程使用風(fēng)能或光伏等清潔能源，整個循環(huán)可實現(xiàn)接近零碳排放。

此外，金屬粉末還可用于“儲氫”。在水蒸氣環(huán)境中，它不僅釋放熱量，還能同時產(chǎn)生氫氣，這一過程稱為“濕循環(huán)”。

圖說：鐵作為能量載體使用的示意圖

在各類金屬中，鐵粉作為能源載體前景尤其廣闊，因其成本低、來源廣、毒性低，且易于改造現(xiàn)有燃煤電廠進行鐵燃燒。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(dāng)。

目前，Rift并非該新興領(lǐng)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。

許多公司看好這項技術(shù)能與全球其他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，真正商業(yè)化落地面臨多重挑戰(zhàn)。

首先，研究人員仍在改進鐵燃燒過程和氧化鐵收集技術(shù)。其次，企業(yè)需建立鐵粉供應(yīng)鏈以進行采購和回收，目前鐵礦石供應(yīng)價格為每噸140歐元，經(jīng)濟性有待提升。

更重要的是，由于綠色氫氣（利用可再生能源生產(chǎn)的氫氣）供應(yīng)有限且成本高昂，鐵燃料循環(huán)使用仍面臨挑戰(zhàn)。

此外，政策與市場機制也很關(guān)鍵。在當(dāng)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