作為清潔能源的氫能，正在推動(dòng)傳統(tǒng)“傻大黑粗”的鋼鐵冶煉業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型，一系列氫冶金技術(shù)路徑探索在各地展開(kāi)——
中國(guó)鋼研科技集團(tuán)有限公司自主研發(fā)和建設(shè)的純氫多穩(wěn)態(tài)豎爐示范工程于今年1月正式投入運(yùn)行，工程采用99.5%的氫氣作為還原氣，實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)有“富氫”冶金向“純氫”冶金的跨越；
河鋼集團(tuán)有限公司120萬(wàn)噸氫冶金示范工程一期項(xiàng)目已連續(xù)安全生產(chǎn)12個(gè)月，氫直接還原鐵的金屬化率穩(wěn)定在94%以上；
百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐在寶鋼湛江鋼鐵有限公司點(diǎn)火投產(chǎn)……
從曾經(jīng)的“碳冶金”到現(xiàn)在的“氫冶金”，“以氫代煤”作為燃料和還原劑，最直接的改變是碳排放量的減少。
“鋼鐵行業(yè)碳排放與生產(chǎn)過(guò)程中煤炭等化石能源的消耗密切相關(guān)。我國(guó)鋼鐵行業(yè)以煤炭等化石能源為主的長(zhǎng)流程工藝占90%左右，開(kāi)發(fā)低碳煉鐵技術(shù)是鋼鐵行業(yè)碳減排關(guān)鍵。”中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)張龍強(qiáng)說(shuō)，氫冶金是以氫氣代替碳還原鐵礦石，從源頭徹底降低污染物和二氧化碳排放量，減排優(yōu)勢(shì)顯著。
記者在河鋼集團(tuán)氫冶金項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)看到，傳統(tǒng)高爐被氫基豎爐所取代，一個(gè)個(gè)銀白色反應(yīng)罐映入眼簾，遍布其中的管道、閥門和儀表充滿現(xiàn)代感。
河鋼集團(tuán)可持續(xù)發(fā)展研究中心主任田京雷說(shuō)，以河鋼氫冶金示范工程一期為例，與同等生產(chǎn)規(guī)模的長(zhǎng)流程工藝相比，每年可減少二氧化碳排放量80萬(wàn)噸，同時(shí)二氧化硫、氮氧化合物、煙粉塵排放分別減少30%、70%和80%以上，相當(dāng)于塞罕壩林場(chǎng)一年的固碳量。
“雙碳”目標(biāo)下，鋼鐵行業(yè)降碳對(duì)工業(yè)領(lǐng)域乃至全國(guó)碳達(dá)峰具有重要影響。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放量占全國(guó)碳排放總量的15%左右，是制造業(yè)中碳排放量最大的行業(yè)。而從外部環(huán)境來(lái)看，去年歐盟推出的碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制，對(duì)鋼鐵等高碳排放進(jìn)口產(chǎn)品征收二氧化碳排放特別關(guān)稅，倒逼鋼鐵企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，提升低碳競(jìng)爭(zhēng)力。
國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)副秘書長(zhǎng)袁達(dá)在近日舉行的全國(guó)節(jié)能宣傳周啟動(dòng)儀式上表示，要開(kāi)展鋼鐵等重點(diǎn)領(lǐng)域和行業(yè)節(jié)能降碳專項(xiàng)行動(dòng)，持續(xù)推進(jìn)煤電低碳化改造和建設(shè)。
“采用綠色能源的冶煉工藝將成為我國(guó)鋼鐵工業(yè)低碳發(fā)展的方向，就當(dāng)前的技術(shù)路線來(lái)看，氫冶金是重要路徑之一。”張龍強(qiáng)說(shuō)。
從工業(yè)和信息化部、國(guó)家發(fā)展改革委等部門印發(fā)的《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》中的“研究實(shí)施氫冶金行動(dòng)計(jì)劃”，到《鋼鐵行業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)工作方案》中的“加大對(duì)氫冶金、低碳冶金等低碳共性技術(shù)中試驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)的支持力度”，對(duì)于發(fā)展氫冶金技術(shù)，相關(guān)部門已作出清晰規(guī)劃部署。
技術(shù)創(chuàng)新賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，氫冶金“煉”就的“綠鋼”優(yōu)勢(shì)，最終轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
鋼研昊普副總經(jīng)理戚雯認(rèn)為，純氫冶金技術(shù)的開(kāi)發(fā)，打通了大規(guī)模“綠氫”在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景，補(bǔ)齊了從“綠電”到綠色冶金再到高端制造全流程最重要一環(huán)，將促進(jìn)鋼鐵行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的融合。
如今，低碳“綠鋼”應(yīng)用日益廣泛。在生活方面，綠色低碳家電家居用鋼產(chǎn)業(yè)鏈推動(dòng)家電家居產(chǎn)業(yè)向“綠”升級(jí)，低碳鋼鐵材料滿足了部分車企“鋼鐵供應(yīng)商需提供鋼材產(chǎn)品的生命周期評(píng)價(jià)報(bào)告”等“綠鋼”要求；在生產(chǎn)方面，新型高強(qiáng)殷鋼、哈氏合金、耐蝕合金、精密合金等低碳綠色高端新材料，應(yīng)用于航空航天、核電等領(lǐng)域……
“氫冶金作為氫能的工業(yè)化應(yīng)用方向之一，不僅面臨氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題和制約因素，在試驗(yàn)示范過(guò)程中，也面臨用氫成本較高、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失等問(wèn)題。”張龍強(qiáng)認(rèn)為，當(dāng)前氫冶金在中國(guó)仍處于初期階段。
河鋼集團(tuán)張宣科技技術(shù)中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，將加快布局氫冶金上下游產(chǎn)業(yè)鏈，在上游開(kāi)展氫氣制、儲(chǔ)、用建設(shè)，在中游圍繞氫氣直接還原工藝、標(biāo)準(zhǔn)制定等，加快關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，在下游延伸綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈，建成全球領(lǐng)先的氫冶金生產(chǎn)與科研基地。
