在“雙碳”目標(biāo)轉(zhuǎn)型趨勢下，綠色發(fā)展已然成為各行各業(yè)發(fā)展的新目標(biāo)。綠色能源理念，也逐漸滲透到社會運行的方方面面。在這其中，綠氫是不可或缺的主力。

作為工業(yè)經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，鋼鐵工業(yè)也正經(jīng)歷著綠色低碳轉(zhuǎn)型關(guān)鍵期。2月10日，由工信部、國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部等三部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，重點明確了 “綠色低碳發(fā)展是鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展的重中之重” 。

減碳加氫，鋼鐵冶金煥新生

根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放量約18億噸。占全國二氧化碳排放總量的15%，占全球鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放總量60%以上。

未來要實現(xiàn)我國的碳中和目標(biāo)，鋼鐵行業(yè)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，走零碳化的“綠色鋼鐵”道路勢在必行。近年來，世界范圍內(nèi)越來越多的主要產(chǎn)鋼國開始致力于開發(fā)能夠顯著降低CO?排放的突破性低碳煉鋼技術(shù)，在此背景下，氫冶金應(yīng)運而生。

當(dāng)下，以“碳冶金”作為主流的技術(shù)路線，是鋼鐵行業(yè)碳排放量較大的主要原因。2020年鋼鐵行業(yè)用焦炭量約3億噸，僅焦炭帶來的碳排放就高達11億噸。氫冶金對碳冶金的替代，對于鋼鐵行業(yè)碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)起著至關(guān)重要的影響。

“碳冶金”到“氫冶金”，實現(xiàn)互補雙贏

氫冶金，即用氫氣取代碳作為還原劑和能量源煉鐵，還原產(chǎn)物為水，由此便可實現(xiàn)零碳排放。目前主流的氫冶金技術(shù)路線為高爐富氫冶煉與氣基直接還原豎爐煉鐵兩種。目前，國內(nèi)高爐富氫冶煉以噴吹焦?fàn)t煤氣較為典型，與未噴吹焦?fàn)t煤氣相比，噴吹50m3/tHM焦?fàn)t煤氣，碳排放減少8.61%。

全球已經(jīng)有不少氫冶金技術(shù)的案例，2021年，中國鋼研氫冶金中心完成了晉南鋼鐵2座1860m3高爐風(fēng)口噴吹副產(chǎn)氫氣的研發(fā)、設(shè)計和工業(yè)化應(yīng)用，首次實現(xiàn)在大型高爐連續(xù)安全噴氫的工程實踐。

可以看到，氫能與鋼鐵產(chǎn)業(yè)的合作是雙贏的結(jié)果。一方面氫能幫助鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排、延伸業(yè)務(wù)、完成轉(zhuǎn)型；另一方面鋼鐵企業(yè)為氫能提供了更多的落地應(yīng)用，促進發(fā)展。

節(jié)能減排新路徑, 氫冶金“零碳”最佳組合

我國粗鋼產(chǎn)量約占全球的57%，是全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國。低碳時代來臨，氫冶金以綠氫代替碳還原，不但碳排放低，且反應(yīng)速度極快。到2050年，綠氫可能成為最具經(jīng)濟性的煉鋼流程，占據(jù)31%的市場份額。廢鋼煉鋼有望貢獻45%的產(chǎn)量。

據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》預(yù)測：2050年我國鋼鐵行業(yè)用氫需求將達980萬噸，其中焦?fàn)t煤氣提供166萬噸氫，剩余814萬噸來自綠氫。

氫冶金是鋼鐵生產(chǎn)實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)路徑，而基于綠氫的氫冶金將成為綠氫最大的應(yīng)用行業(yè)之一。未來，鋼鐵行業(yè)無論是能源結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、工藝結(jié)構(gòu)創(chuàng)新以及綠氫的應(yīng)用，都是實現(xiàn)低碳甚至“零碳排”的最佳途徑。