“碳達(dá)峰碳中和”還在進(jìn)行中，降碳減排仍是能源領(lǐng)域首要任務(wù)，在眾多領(lǐng)域開始運(yùn)用各種手段減碳的時(shí)期，鋼鐵企業(yè)正在一點(diǎn)一點(diǎn)努力中，似乎只能做氫冶金項(xiàng)目才能適當(dāng)減碳。

近日，國(guó)家發(fā)改委印發(fā)《綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范項(xiàng)目清單（第一批）》。其中包括10個(gè)氫能項(xiàng)目。

這10個(gè)氫能項(xiàng)目主要包括綠氫、液氫、氫冶金、氫氨醇一體化、生物能源材料、氫點(diǎn)耦合以及摻氫燃燒等，而其中有兩個(gè)屬于氫冶金項(xiàng)目：面向長(zhǎng)流程的全氧富氫低碳煉鐵關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及工程示范項(xiàng)目和2500m3富氫碳循環(huán)氧氣高爐（HyCROF）商業(yè)化示范項(xiàng)目；這兩個(gè)項(xiàng)目均屬于過程降碳方向。

據(jù)了解，面向長(zhǎng)流程的全氧富氫低碳煉鐵關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及工程示范項(xiàng)目是河鋼集團(tuán)有限公司實(shí)施，該項(xiàng)目采用全氧富氫碳循環(huán)還原熔化爐技術(shù)，通過爐型重塑轉(zhuǎn)變現(xiàn)有高爐煉鐵還原方式，使用全氧大幅度提高冶煉爐的利用系數(shù)，降低冶煉的碳耗，并通過爐頂煤氣循環(huán)方式，完成碳資源的自循環(huán)利用。主要建設(shè)容積為30m3的還原熔化爐。項(xiàng)目建成后，可實(shí)現(xiàn)間接還原區(qū) 85-95%金屬化率，達(dá)到降低40%以上的碳排放目標(biāo)。

此外，工程示范項(xiàng)目和2500m3富氫碳循環(huán)氧氣高爐（HyCROF）商業(yè)化示范項(xiàng)目實(shí)施主體為寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司，該項(xiàng)目對(duì)現(xiàn)有 2500m3高爐進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)富氫碳循環(huán)氧氣高爐（HyCROF）工藝技術(shù)商業(yè)化示范。主要建設(shè)富氫碳循環(huán)氧氣高爐爐體改造、頂燃式煤氣加熱爐（熱風(fēng)爐）設(shè)施改造、煤氣加壓及二氧化碳脫除設(shè)施改造、制氧站、HyCROF 工藝配套公輔設(shè)施、高爐區(qū)域原設(shè)施大修改造等。項(xiàng)目建成后，可使 2500m3高爐冶煉固體燃耗降低 30%，碳排放量降低 18%。

鋼鐵企業(yè)是碳排放“大戶”，減碳?jí)毫O重。作為我國(guó)制造業(yè)中的支柱產(chǎn)業(yè)，鋼鐵行業(yè)碳排放總量占全國(guó)的15%。業(yè)內(nèi)形容，鋼鐵行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型是一場(chǎng)馬拉松，而不是一場(chǎng)短跑。

國(guó)家氫能頂層設(shè)計(jì)—《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》中明確：開展以氫作為還原劑的氫冶金技術(shù)研發(fā)應(yīng)用。

根據(jù)《面向碳中和的氫冶金發(fā)展戰(zhàn)略研究》（以下簡(jiǎn)稱：報(bào)告）報(bào)告預(yù)計(jì)，氫基直接還原工藝將在2040年后大規(guī)模推廣，先決條件是綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，包括綠色、經(jīng)濟(jì)、大規(guī)模氫源的獲取，氫氣長(zhǎng)距離的安全儲(chǔ)運(yùn)，以及氫源供需的合理配置等。

《報(bào)告》指出，經(jīng)濟(jì)性是制約鋼鐵行業(yè)氫冶金發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，主要涉及氫氣成本和碳排放成本。隨著技術(shù)進(jìn)步，制氫成本逐漸降低，當(dāng)企業(yè)需要為碳排放支付費(fèi)用時(shí)，氫冶金就可以顯示出成本優(yōu)勢(shì)。碳排放的成本越高，氫冶金的成本優(yōu)勢(shì)越大。因此，合理利用碳市場(chǎng)將對(duì)氫冶金技術(shù)推廣應(yīng)用起到積極推動(dòng)作用。

來源：《面向碳中和的氫冶金發(fā)展戰(zhàn)略研究》

未來鋼鐵制造工藝路線  來源：《面向碳中和的氫冶金發(fā)展戰(zhàn)略研究》

來源：《面向碳中和的氫冶金發(fā)展戰(zhàn)略研究》

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)還在“碳冶金”到“氫冶金”的過渡階段。

目前，高爐富氫冶煉的工藝示范通常采用易獲得的富氫焦?fàn)t煤氣或者提純后的氫氣（所謂“灰氫”）。焦?fàn)t煤氣是煉焦工序的副產(chǎn)氣體，氫氣含量 60% 以上（即富氫氣體），長(zhǎng)流程自身就可以在煉焦過程生產(chǎn)足夠的氫氣支撐其富氫冶金，不會(huì)額外增加碳排。隨著綠氫（可再生能源或其他非化石能源制氫）制備規(guī)?；统杀境掷m(xù)降低，高爐富氫冶煉也可以逐步使用更多的綠氫。

利用綠氫替代焦炭進(jìn)行直接還原鐵生產(chǎn)并配加電爐煉鋼的模式將成為鋼鐵行業(yè)完全脫碳關(guān)鍵且具備前景的解決方案之一。基于氫氣的直接還原技術(shù)是用氫替換碳作為煉鐵還原劑，使煉鐵工序中產(chǎn)生水而不是二氧化碳，從而大幅減少溫室氣體排放，被視為鋼鐵工業(yè)的綠色生產(chǎn)方法。

摻燒綠氫供熱也是鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域脫碳的重要路徑之一。由于鋼鐵生產(chǎn)中用于提供高溫的燃料燃燒造成的排放難以通過電氣化的方式實(shí)現(xiàn)完全脫碳，且能效提升和廢鋼利用等方式的減排潛力有限，因此利用將綠氫摻燒至原有供熱能源中，例如煤摻氫燃燒，可推動(dòng)鋼鐵領(lǐng)域碳排放的下降。

氫能觀察統(tǒng)計(jì)2023年氫冶金重大項(xiàng)目：

寶鋼百萬噸級(jí)氫基豎爐項(xiàng)目成功點(diǎn)火投產(chǎn)

12月23日，由中國(guó)寶武建設(shè)的國(guó)內(nèi)首套百萬噸級(jí)氫基豎爐項(xiàng)目在廣東湛江成功點(diǎn)火投產(chǎn)，項(xiàng)目工程總投資18.9億元，采用了全球首創(chuàng)的“氫冶金電熔煉工藝”（HyRESP），通過貫通富氫氣體凈化、氫基豎爐還原、二氧化碳捕集、直接還原產(chǎn)品冷卻等綠色短流程，形成“直接還原焦?fàn)t煤氣精制”“工藝氣體靈活調(diào)配”“冷態(tài)直接還原鐵產(chǎn)品處置及應(yīng)用”等系列領(lǐng)先技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，為后續(xù)自主集成并開發(fā)全氫冶煉技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn)。

國(guó)際氫能冶金化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)項(xiàng)目獲批

10月13日，國(guó)際氫能冶金化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)新能源制氫聯(lián)產(chǎn)無碳燃料配套風(fēng)光發(fā)電一體化示范項(xiàng)目獲包頭市發(fā)改委批復(fù)。該項(xiàng)目由水木明拓氫能源科技有限公司投資建設(shè)，項(xiàng)目總投資400億元，建設(shè)年產(chǎn)30萬噸新能源制氫、120萬噸綠氨、110萬噸氫直接還原鐵及配套建設(shè)500萬千瓦風(fēng)力發(fā)電。

八鋼低碳冶金2500立方米 HyCROF商業(yè)示范項(xiàng)目正式投運(yùn)

9月28日，八鋼低碳冶金2500立方米 HyCROF商業(yè)示范項(xiàng)目正式投運(yùn)。八鋼2500立方米HyCROF商業(yè)示范項(xiàng)目的投運(yùn)，標(biāo)志著寶武低碳冶金技術(shù)研發(fā)歷經(jīng)多年錘煉全面進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)作階段，將為八鋼低碳、高效、低成本、高質(zhì)量發(fā)展奠定基礎(chǔ)。預(yù)計(jì)將實(shí)現(xiàn)年減排二氧化碳近100萬噸，相當(dāng)于在新疆再造一個(gè)1000平方公里的森林。在寶武頂層設(shè)計(jì)下，八鋼作為寶武綠色低碳冶金試驗(yàn)基地，以400立方米級(jí)高爐為基礎(chǔ)，建立了富氧碳循環(huán)氧氣高爐（HyCROF）工業(yè)級(jí)低碳冶金試驗(yàn)平臺(tái)，歷經(jīng)多年探索和工業(yè)化生產(chǎn)試驗(yàn)研究，攻克了全氧冶煉等關(guān)鍵技術(shù)難題，打通了新工藝全流程，取得了階段性成果。

晉鋼擬建設(shè)百萬噸氫冶金項(xiàng)目

7月12日，晉鋼控股集團(tuán)表示將在H-RIF?氣基直接還原試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，斥資在機(jī)電產(chǎn)業(yè)園建設(shè)百萬噸級(jí)的超短流程低碳?xì)湟苯鸺肮桎撔虏牧享?xiàng)目，構(gòu)建從鐵礦石到成品軋材產(chǎn)線最短、技術(shù)最先進(jìn)、碳排放最少、競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的鋼鐵制造流程。

四家企業(yè)共同推進(jìn)氫冶金示范項(xiàng)目

6月5日，昌黎縣興國(guó)精密機(jī)件有限公司與中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一八研究所、隆基氫能科技公司、河南豫氫裝備有限公司達(dá)成戰(zhàn)略合作，共建“30萬m3/d可再生能源電解水制氫—450m3高爐富氫冶煉”工業(yè)化示范項(xiàng)目。此次合作將攜手針對(duì)冶金用綠色氫能應(yīng)用面臨的共性關(guān)鍵問題進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新攻關(guān)，解決綠電大規(guī)模本地消納制氫及可控負(fù)荷波動(dòng)難題，開發(fā)全球單體產(chǎn)氫量最大的堿性電解水制氫裝備，突破可再生能源發(fā)電——電解水制氫——大規(guī)模儲(chǔ)氫與高爐富氫冶煉關(guān)鍵界面的鏈接，共同推進(jìn)相關(guān)成套技術(shù)與裝備的開發(fā)和應(yīng)用推廣。

寶武八鋼公司富氫碳循環(huán)氧氣高爐項(xiàng)目改造

6月6日，寶武集團(tuán)八鋼公司2500m3高爐HyCROF商業(yè)化示范項(xiàng)目主體改造工程正式啟動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，寶鋼集團(tuán)八鋼公司以400m3級(jí)高爐為基礎(chǔ)，建立了富氫碳循環(huán)氧氣高爐（HyCROF）工業(yè)級(jí)低碳冶金試驗(yàn)平臺(tái)。該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，預(yù)期產(chǎn)量將提升40%，化石燃料消耗降低30%，二氧化碳排放減少20%，鐵水成本也將有所下降。

河鋼全球首例120萬噸氫冶金工程示范項(xiàng)目

5月，河鋼宣布其120萬噸氫冶金示范工程實(shí)現(xiàn)安全順利連續(xù)生產(chǎn)綠色DRI產(chǎn)品。DRI產(chǎn)品金屬化率達(dá)到94%，關(guān)鍵指標(biāo)完全達(dá)到合格產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。該示范工程首創(chuàng)“焦?fàn)t煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術(shù)，利用焦?fàn)t煤氣本身含有60%左右的氫氣作為主要還原氣，同時(shí)應(yīng)用先進(jìn)的零重整技術(shù)，將其20%左右的甲烷進(jìn)一步分解為一氧化碳和氫氣，工藝氣體中的氫碳比可達(dá)到8:1以上，是目前工業(yè)化生產(chǎn)中含氫比例最高的氣基豎爐直接還原工藝，最接近未來100%氫還原的工藝狀態(tài)。

邢鋼氫基熔融還原加電爐煉鋼項(xiàng)目開工

5月28日，邢鋼轉(zhuǎn)型升級(jí)搬遷改造項(xiàng)目奠基儀式在威縣舉行，同時(shí)，邢鋼世界首創(chuàng)的氫基熔融還原加電爐煉鋼短流程工藝項(xiàng)目開工。該改造項(xiàng)目總投資約132億元，設(shè)計(jì)鐵、鋼產(chǎn)能分別為165萬噸/年、225萬噸/年，采用世界首創(chuàng)的氫基熔融還原加電爐煉鋼短流程工藝，建成即可達(dá)到A級(jí)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)二氧化硫、氮氧化物排放減少38%以上。

100萬噸氫冶金直接還原項(xiàng)目落戶攀枝花

5月17日，攀枝花米易縣與四川安寧鐵鈦股份有限公司舉行項(xiàng)目簽約儀式，100萬噸氫冶金直接還原項(xiàng)目（清潔提取項(xiàng)目）在米易簽約落地。