鋼鐵工業(yè)進(jìn)入“氫時(shí)代”

近日，工信部、國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》（下稱《意見》），其中在氫能方面，指出將制定氫冶金行動(dòng)方案，加快推進(jìn)低碳冶煉技術(shù)研發(fā)應(yīng)用。

據(jù)了解，氫冶金以其巨大的減排優(yōu)勢，已成為鋼鐵企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的重要方向。隨著“雙碳”目標(biāo)的深入推進(jìn)，鋼鐵企業(yè)降碳減排需求日漸迫切。由“碳冶金”向“氫冶金”轉(zhuǎn)變，鋼鐵企業(yè)有望進(jìn)一步加快綠色低碳轉(zhuǎn)型，助力氫能與鋼鐵產(chǎn)業(yè)雙贏發(fā)展。

今年已有近10個(gè)項(xiàng)目落地

《意見》同時(shí)提出，到2025年，鋼鐵行業(yè)研發(fā)投入強(qiáng)度力爭達(dá)到1.5%，氫冶金、低碳冶金、潔凈鋼冶煉等先進(jìn)工藝技術(shù)取得突破進(jìn)展。在此背景下，河鋼集團(tuán)、寶武集團(tuán)、鞍鋼集團(tuán)等各大鋼鐵企業(yè)陸續(xù)提出碳達(dá)峰碳中和計(jì)劃，相繼加入氫冶金項(xiàng)目布局行列。

事實(shí)上，早在2019年11月，河鋼集團(tuán)就宣布將聯(lián)合建設(shè)全球首例氫冶金示范工程。此后，寶武集團(tuán)、鞍鋼集團(tuán)、寶鋼集團(tuán)均宣布將提升減碳工藝技術(shù)能力。在政策和企業(yè)的推進(jìn)下，國內(nèi)氫冶金發(fā)展迅速，相關(guān)項(xiàng)目落地速度明顯加快。今年2月，寶鋼湛江鋼鐵零碳示范工廠百萬噸級(jí)氫基豎爐工程正式開工；今年4月，國際氫能冶金化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)新能源制氫聯(lián)產(chǎn)無碳燃料項(xiàng)目正式簽約，該項(xiàng)目將建設(shè)我國首臺(tái)套氫直接還原技術(shù)的2×55萬噸直接還原鐵和80萬噸鐵素體不銹鋼綠色冶金項(xiàng)目，并逐步形成綠色低碳冶金產(chǎn)業(yè)群。今年以來，全國已有近10個(gè)氫冶金項(xiàng)目落地，明確規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)500萬噸。

中冶京誠工程咨詢部總經(jīng)理、氫能事業(yè)部負(fù)責(zé)人李傳民表示，要實(shí)現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)降碳目標(biāo)，全國氫冶金產(chǎn)能應(yīng)占到整個(gè)鋼鐵產(chǎn)能的9%，以目前鋼鐵行業(yè)十億噸的總產(chǎn)能推算，到2060年，我國氫冶金總產(chǎn)能將達(dá)到1億噸左右。

降碳減排效果顯著

記者了解到，氫能在冶金領(lǐng)域的創(chuàng)新與應(yīng)用，將使鋼鐵生產(chǎn)擺脫對(duì)化石能源的絕對(duì)依賴，從源頭上解決碳排放問題。因此，推動(dòng)氫冶金及其上下游產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)發(fā)展，是我國鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的重要途徑。

“鋼鐵行業(yè)的碳排放量占我國碳排放總量的16%左右，是工業(yè)制造領(lǐng)域中碳排放最高的行業(yè)。同時(shí)，鋼鐵行業(yè)也是重點(diǎn)限制的‘兩高’行業(yè)?！崩顐髅裰赋觯趪医堤?、能耗“雙控”的大背景下，鋼鐵行業(yè)的減碳降耗、減排減量是重中之重。

要實(shí)現(xiàn)降碳減排目標(biāo)，鋼鐵行業(yè)傳統(tǒng)冶金工藝的低碳轉(zhuǎn)型尤為關(guān)鍵。李傳民介紹，我國鋼鐵產(chǎn)量的90%采用“高爐+轉(zhuǎn)爐”長流程工藝，其工序多、能耗與污染排放大，每生產(chǎn)1噸鋼需要消耗約546千克標(biāo)準(zhǔn)煤、排放1610千克二氧化碳。與此同時(shí)，“燒結(jié)+焦化+高爐”系統(tǒng)占據(jù)了鋼鐵生產(chǎn)總能耗和總碳排放量的90%左右。而從我國鋼鐵企業(yè)應(yīng)用進(jìn)展來看，氫冶金技術(shù)有助于顯著減少碳排放，促進(jìn)綠色短流程新工藝發(fā)展，實(shí)現(xiàn)無化石能源冶煉，開辟鋼鐵—化工—?dú)淠荞詈辖堤悸肪€。

對(duì)此，已有鋼鐵企業(yè)以氫為抓手，加速推進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)程。河鋼工業(yè)技術(shù)氫能項(xiàng)目經(jīng)理陳波介紹，到2025年，河鋼在集團(tuán)內(nèi)將推廣應(yīng)用360萬噸規(guī)模的氫治金工程。通過推廣應(yīng)用氫燃料車輛和氫治金工程，可每年減排二氧化碳380萬噸、污染物100萬噸，相當(dāng)于減少200萬噸鋼鐵產(chǎn)能的碳排放。

豐富應(yīng)用場景挖掘降本空間

上述專家進(jìn)一步表示，以氫冶金為抓手，鋼鐵企業(yè)在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、低碳轉(zhuǎn)型的同時(shí)，可布局氫能下游產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)一步降低制氫用氫成本，拓寬鋼鐵產(chǎn)業(yè)氫能應(yīng)用空間。

李傳民坦言，受成本制約影響，現(xiàn)階段，氫冶金的主要?dú)湓慈砸越範(fàn)t煤氣產(chǎn)出的灰氫為主?？傮w而言，鋼鐵行業(yè)氫冶金應(yīng)用仍面臨綠氫成本偏高、技術(shù)應(yīng)用缺乏經(jīng)驗(yàn)、儲(chǔ)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性有待提升等一系列挑戰(zhàn)。

對(duì)此，部分鋼鐵企業(yè)已開始著手布局綠氫產(chǎn)能，并延伸氫能產(chǎn)業(yè)鏈，聯(lián)合上下游共同推進(jìn)全產(chǎn)線降本。陳波指出，河鋼集團(tuán)宣鋼公司將在一期年產(chǎn)60萬噸焦?fàn)t煤氣重整氫冶金的基礎(chǔ)上，發(fā)揮張家口風(fēng)電及光伏制氫優(yōu)勢，開發(fā)二期60萬噸綠氫冶金項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)全過程零碳綠色鋼鐵制造。下一步，河鋼將聯(lián)合更多企業(yè)圍繞分布式綠色能源利用、氫氣制備與存儲(chǔ)等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)，共同研發(fā)以氫能為核心的新型鋼鐵冶金生產(chǎn)工藝。

在北京英博捷氫科技有限公司總經(jīng)理馮罡看來，鋼鐵行業(yè)本身對(duì)煤、焦、鋼等貨物有巨大的運(yùn)輸需求，同時(shí)煉焦過程中產(chǎn)生的大量富氫氣體，通過提純可用于為加氫站提供氫源?！皻淙剂掀?、鋼鐵廠等相關(guān)應(yīng)用場景，在原材料采購、原材料運(yùn)輸、生產(chǎn)性物流和成品外送4個(gè)環(huán)節(jié)，比電動(dòng)重卡，氫能重卡更適應(yīng)多點(diǎn)運(yùn)輸、中長途運(yùn)輸或貨源不穩(wěn)定的場景?！?/SPAN>

去年5月，山東泰山鋼鐵集團(tuán)加氫母站在山東省濟(jì)南市萊蕪區(qū)投產(chǎn)運(yùn)營，同時(shí)，泰山鋼鐵集團(tuán)已投入運(yùn)營第一批10輛氫能重卡，下一步計(jì)劃再投產(chǎn)300輛。上述人士提出，隨著氫能需求的不斷提升，未來綠氫與鋼鐵產(chǎn)業(yè)將在冶金、交通等領(lǐng)域深度融合。