氢能冶金成新潮流：钢铁和氢能结合将擦出怎样的火花？
氢能冶金成新潮流：钢铁和氢能结合将擦出怎样的火花？
导读：钢铁行业作为碳排放大户，其绿色转型备受关注。近年来，氢能冶金技术因其零碳排放的特点，成为钢铁行业实现碳中和的重要路径。本文梳理了多家大型钢铁企业在氢能领域的布局和进展，展现了这一新兴技术的广阔前景。
低碳冶炼是钢铁行业实现碳达峰、碳中和的关键所在，而氢能冶炼是钢铁生产实现无化石冶炼，达到零碳排放的重要技术。目前，多家钢铁企业正在付诸行动，大力推进节能技术改造，降低单位工业增加值能源消耗。一个是传统产业，一个是新兴产业。钢铁和氢能结合，将擦出怎样的火花？
近年来国内钢铁企业在氢能领域展开了深入布局。它们运用自身丰富的氢气源，联合合作伙伴打造加氢网络；同时具备应用市场，打造氢燃料电池汽车运营、推广的运营管理平台，创造出车辆、加氢站协同发展新模式。以宝武集团、河钢集团、泰钢集团为典型代表。
此外，“氢气炼钢”被认为是钢铁工业减排的最佳路径之一。近年来，钢铁企业借助氢能源产业发展的契机，完成钢铁产业的技术转型与业务拓展，追赶国际先进冶金水平，降低钢铁行业碳排放量。
氢能与钢铁产业的合作是双赢的结果：氢能帮助钢铁企业节能减排、延伸业务、完成转型；钢铁企业为氢能提供了更多的落地应用。氢能和钢铁将形成一个互相促进的产业组合。
氢产业前景广阔，政策利好迎来投资热潮
近年来，我国氢能发展呈现新一轮热潮，国家相关部委密集出台政策引导并鼓励氢能和氢燃料电池技术的开发和发展，加速了氢能产业化进程。在《中国制造2025》《节能与新能源汽车技术路线图》《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》中提出了2020—2030年加氢站建设的规划。2020年3月，发改委、司法部印发《关于加快建立绿色生产和消费法规政策体系的意见》，要在两年内对氢能立法，氢能源行业将迎来前所未有的发展机遇。
政策利好下，各地方政府纷纷发布相关产业规划，资本大量进入，氢能产业迎来一轮投资热潮。2019年以来，广东、山西等10个省份将发展氢能写入政府工作报告，山东、河北、浙江等省份陆续发布本地氢能产业发展规划。
氢能将成为中国能源体系的重要组成部分。据前瞻研究院预计，到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%，氢气需求量接近6000万吨，年经济产值超过10万亿元。全国加氢站达到10000座以上，交通运输、工业等领域将实现氢能普及应用，燃料电池车产量达到520万辆/年，固定式发电装置2万台（套）/年，燃料电池系统产能550万台（套）/年。
根据中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》显示，2020、2025、2030年加氢站分别建成100、300、1500座，十年间年复合增速达31.1%。到2050年加氢站数量将达10000座，行业产值达12万亿元。
本文梳理了中国宝武、河钢集团、泰钢集团、荣程钢铁、中国钢研、建龙集团、日照钢铁集团、马钢集团、酒泉钢铁集团、晋城钢铁等10大钢铁集团在氢能领域的布局：
中钢国际与河钢宣钢开启绿色低碳发展战略合作，率先探索氢冶金最佳途径
近日，河钢宣钢张宣高科氢能源开发和利用工程示范项目建设总包签约仪式在中钢集团总部举行。
河钢宣钢与中钢国际将利用平台、技术及产业协同优势，共同打造氢能源开发和利用工程示范项目，助力河钢宣钢打造成为绿色、低碳、环保型标杆企业。
陕鼓集团签约全球首个氢能源还原制铁项目
3月18日，陕西鼓风机（集团）有限公司正式签约河钢下属企业张宣高科氢能源开发和利用工程示范项目，全力支持河钢集团实现2022年碳达峰、2025年碳排放量较峰值降10%以上、2030年碳排放量较峰值降30％以上、2050年碳中和的“低碳绿色发展行动计划”。
这也标志着陕鼓践行碳达峰、碳中和，在发力氢能等清洁能源领域迈出了坚实步伐。这一全球首个使用富氢气体的直接还原铁工业化示范项目，旨在打造中国钢铁行业低碳转型实现重大突破的典范。
宝武集团富氢碳循环高炉试验项目正进行第二阶段工程建设
八一钢铁作为中国宝武全球绿色低碳创新研究基地，目前正在进行一项全新的绿色低碳冶炼工艺——富氢碳循环高炉试验项目第二阶段的工程建设，整个项目试验成功后，不仅能大幅度提高冶炼炉的利用系数，还可以减少30%的二氧化碳排放。这也为全球绿色低碳冶炼提供了中国宝武方案。
不只是在八一钢铁，整个中国宝武都在加快项目化运作，积极开展碳避免、碳利用等低碳冶金技术的攻关。作为中国钢铁行业的领头羊，中国宝武在绿色低碳发展道路上的积极探索，对中国钢铁工业以及企业的发展都起到辐射和带动作用。
武钢有限引进顶煤气循环氧气高炉技术、氢冶炼技术
今年初以来，武钢有限坚持以城市钢厂建设为依托，通过加强低碳冶炼技术的开发与应用、降低碳排放、做好可再生能源替代、积极谋划森林碳汇等途径实施“低碳行动”，在绿色发展中彰显企业的责任与担当。
该公司积极引进当前引领国际低碳技术潮流的顶煤气循环氧气高炉技术、氢冶炼技术和微波烧结技术，为“低碳行动”奠定基础。目前，该公司正在与中钢安环院等科研单位洽谈合作项目，共同探索和完善碳减排方案。
河钢集团加快氢能布局
在河钢集团发布的《低碳绿色行动计划》中多处涉及氢能方面的内容：通过应用高炉喷吹氢气等技术，深入推进能源利用高效化，进一步加大可再生能源的开发利用；建设全流程绿色物流体系，大力发展电力重卡及氢燃料重卡运营体系。
开启氢能冶金时代
氢作为能源，用于交通领域方兴未艾。但氢的作用不止于此，作为优秀的还原剂和高品质能源可用于钢铁相关行业。中国工程院干勇院士表示，氢冶金就是氢代替碳还原生成水，不但没有排放，而且反应速度极快。氢冶金是实现低碳近零排放的终极冶金技术。
早在2006年，中国科技部就批准了氢冶金规划立项，但受制于氢气成本和工艺未持续跟进。近两年，在国际钢铁巨头在氢冶金领域取得显著成绩的带动下，河钢集团、中国宝武、酒钢集团等企业纷纷开展氢能冶金立项，并成立氢能研究中心加快绿色钢铁步伐。
2019年底，河钢集团宣布，计划建造一座年产能约120万吨规模的氢冶金示范性工程。对于粗钢产量和二氧化碳排放量占全球一半以上的中国，这是钢铁行业在脱碳减排路上迈出的历史性一步。2020年11月，意大利钢铁制造商特诺恩公司（Tenova）与河钢集团签订了合同，建设氢能源开发和利用工程，其中包括一座年产60万吨的ENERGIRON直接还原厂。
今年3月，河钢集团和澳大利亚矿业公司必和必拓签约。根据合作谅解备忘录：必和必拓计划在未来三年内投入1500万美元，与河钢集团共同研究和探索温室气体减排技术和路径，双方将聚焦钢铁行业的温室气体减排，围绕氢气直接还原铁技术、钢渣处理及循环利用技术以及铁矿石块矿的使用率提升等三大重点领域通力协作。
中国宝武也在积极布局氢冶金。2019年1月，公司与中核集团、清华大学签订战略合作协议，三方合作在核能制氢及氢能冶金领域进行战略性布局。
2019年9月，一家位于中国西北地区的中型企业——酒泉钢铁集团成立了氢冶金研究院，探索“煤基氢冶金理论”。经过实验室验证后，酒钢将全面建成示范基地。
以上三家企业均为国有企业，作为中国第五大钢铁企业的民营钢铁企业——建龙集团，也在开发氢冶金技术方面迈出了关键的第一步。2019年9月，建龙集团启动建设年产30万吨的氢、煤混合熔融还原法生产高纯铸造生铁项目，氢将通过焦炉煤气分离获得。
另一家民营企业日照钢铁集团于2020年5月初启动氢冶金项目。该项目计划将利用氢气年产50万吨直接还原铁，氢气是从以天然气为原料生产醋酸乙烯的共生产品中提取出来的。
今年3月，中冶京诚与山西民营企业晋城钢铁签署“碳达峰及减碳行动方案”战略合作协议。中冶京诚一直致力于低碳冶金领域的研究，氢能直接还原是中冶京诚技术战略布局的一个环节，将结合晋钢实际，为晋钢建立适合于自身特点的减碳技术体系，规划适宜的碳达峰及减碳实现路径，并逐步转化为可行的实施方案，助力晋钢构建绿色低碳、协同高效的示范工厂。
文章来源：今日钢铁，高工氢电