“以氫代碳”既是當(dāng)前低碳發(fā)展、能源變革的重要方向，也是鋼鐵行業(yè)綠色低碳、高質(zhì)量發(fā)展的主要出路。中國(guó)國(guó)際工程咨詢有限公司高級(jí)工程師、中國(guó)技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)環(huán)境技術(shù)經(jīng)濟(jì)分會(huì)理事張建紅認(rèn)為，鋼鐵企業(yè)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，急不得也緩不得。

　　新華財(cái)經(jīng)北京10月27日電（楊麗）鋼鐵行業(yè)是我國(guó)的能源消費(fèi)大戶，其二氧化碳排放量約占全國(guó)排放總量的15%。“雙碳”背景下，鋼鐵企業(yè)面臨巨大的減排壓力。氫能源作為清潔、高效、可持續(xù)的“無(wú)碳”能源，與鋼鐵企業(yè)資源、環(huán)境和持續(xù)發(fā)展的訴求不謀而合?！耙詺浯肌奔仁钱?dāng)前低碳發(fā)展、能源變革的重要方向，也是鋼鐵行業(yè)綠色低碳、高質(zhì)量發(fā)展的主要出路。中國(guó)國(guó)際工程咨詢有限公司高級(jí)工程師、中國(guó)技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)環(huán)境技術(shù)經(jīng)濟(jì)分會(huì)理事張建紅認(rèn)為，鋼鐵企業(yè)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，急不得也緩不得。

　　多項(xiàng)國(guó)家政策支持我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　去年，工信部印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》，明確提出鼓勵(lì)氫能等替代能源在鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)的應(yīng)用。今年3 月，國(guó)家發(fā)展改革委、能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035 年）》，提出逐步探索工業(yè)領(lǐng)域替代應(yīng)用，不斷提升氫能利用經(jīng)濟(jì)性，拓展清潔低碳?xì)淠茉诨ば袠I(yè)替代的應(yīng)用空間，開展以氫作為還原劑的氫冶金技術(shù)研發(fā)應(yīng)用。今年8月，工信部等三部門聯(lián)合印發(fā)《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》，提出推動(dòng)綠色低碳技術(shù)重大突破，部署工業(yè)低碳前沿技術(shù)研究，實(shí)施低碳零碳工業(yè)流程再造工程，研究實(shí)施氫冶金行動(dòng)計(jì)劃；到2030年，富氫碳循環(huán)高爐冶煉、氫基豎爐直接還原鐵、碳捕集利用封存等技術(shù)取得突破應(yīng)用，短流程煉鋼占比達(dá)20%以上。

　　全球鋼鐵企業(yè)紛紛布局氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　在全球低碳綠色發(fā)展的背景下，氫能作為一種清潔、高效、靈活的能源載體，激勵(lì)著全球鋼企積極開展氫能研究和應(yīng)用。在政策和市場(chǎng)的雙重驅(qū)動(dòng)下，全球越來(lái)越多的企業(yè)開始布局氫能產(chǎn)業(yè)。相比傳統(tǒng)碳冶金，氫冶金以氫氣為燃料和還原劑，可以大幅降低煉鐵過(guò)程中的碳排放量，甚至從源頭上解決碳排放的問(wèn)題。

　　國(guó)際方面，多家鋼鐵企業(yè)對(duì)氫冶金進(jìn)行了深度布局，如安賽樂(lè)米塔爾、瑞典鋼鐵公司(SSAB)、迪林根-薩爾鋼鐵公司、薩爾茨吉特、蒂森克虜伯、GFG聯(lián)盟、奧鋼聯(lián)及普銳特等均開展了氫冶金研究和實(shí)踐。值得一提的是，由瑞典鋼鐵公司、瑞典鐵礦石生產(chǎn)商LKAB和大瀑布電力公司合作進(jìn)行的無(wú)化石燃料的鋼鐵生產(chǎn)研發(fā)項(xiàng)目——HYBRIT項(xiàng)目計(jì)劃用可再生電力生產(chǎn)氫，如果進(jìn)展順利，可能在2035年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。此外，日本的“COURSE50”低碳煉鐵項(xiàng)目基本達(dá)到二氧化碳減排10%的目標(biāo)。

　　國(guó)內(nèi)方面，在國(guó)家相關(guān)政策的鼓勵(lì)引導(dǎo)下，鋼鐵企業(yè)通過(guò)氫冶金、下游氫能車輛推廣、加氫網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等多元化路徑來(lái)布局氫能產(chǎn)業(yè)。去年以來(lái)，中國(guó)寶武、河鋼、鞍鋼、包鋼、晉城鋼鐵、太鋼、建龍、泰山鋼鐵、榮程鋼鐵、武漢鋼鐵等鋼企均取得顯著進(jìn)展。值得一提的是，鞍鋼集團(tuán)氫冶金項(xiàng)目是全球首套綠氫零碳流化床高效煉鐵新技術(shù)示范項(xiàng)目，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，有望實(shí)現(xiàn)低碳冶金新技術(shù)路線的突破，或?qū)⒁I(lǐng)鋼鐵工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。

　　我國(guó)鋼鐵企業(yè)布局氫冶金主要受兩大因素制約

　　為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)積極參與研究和開發(fā)氫冶金技術(shù)，相繼有企業(yè)已經(jīng)建成或即將建設(shè)氫冶金示范工程，但氫冶金工藝目前在國(guó)內(nèi)仍未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，無(wú)論在理論還是實(shí)踐方面都還處于起步階段，目前主要存在兩大制約因素。

　　一是技術(shù)尚不成熟。國(guó)內(nèi)外已有試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)表明，全氫直接還原技術(shù)存在客觀障礙，也存在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的挑戰(zhàn)，暫無(wú)法實(shí)現(xiàn)。氫冶金技術(shù)方面，需要攻克在更大容積的豎爐中開展全氫還原技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、高效率的生產(chǎn)。

　　二是氫冶金的成本高。目前，我國(guó)大多數(shù)高爐的燃料比在530-540公斤/噸，按單位燃料價(jià)1.8元/公斤，則傳統(tǒng)高爐的燃料成本在954-972元/噸。據(jù)測(cè)算，焦?fàn)t煤氣制氫的綜合成本在9-15元/公斤。那么，全氫氣煉鐵的燃料成本約1400元/噸，氫冶金的成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程工藝。

　　專家建議鋼鐵企業(yè)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)“急不得也緩不得”

　　目前，我國(guó)氫能行業(yè)和供應(yīng)鏈發(fā)展仍處于起步階段，達(dá)到行業(yè)成熟期仍有較長(zhǎng)的路要走。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)測(cè)，2020年以后中國(guó)氫能需求將持續(xù)增加，尤其是2030年以后，為達(dá)成“雙碳”目標(biāo)，氫能需求量將大增。到2060年，中國(guó)氫能年需求將超過(guò)1.3億噸。

　　針對(duì)鋼鐵領(lǐng)域，今年2月，工信部、國(guó)家發(fā)展改革委、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(jiàn)》，提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。到2025年，鋼鐵行業(yè)研發(fā)投入強(qiáng)度力爭(zhēng)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。

　　張建紅認(rèn)為，我國(guó)鋼鐵企業(yè)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)“急不得也緩不得”?！凹辈坏谩笔侵覆患庇谕顿Y，尤其是在技術(shù)尚不成熟的氫冶金賽道，鋼鐵企業(yè)要結(jié)合自身資源稟賦條件和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，加大研發(fā)投入，蓄勢(shì)待發(fā)，不急于投資建設(shè)。當(dāng)前，無(wú)論技術(shù)成熟度還是經(jīng)濟(jì)可行性，國(guó)內(nèi)還不具備大規(guī)模發(fā)展氣基豎爐的條件，短期內(nèi)國(guó)內(nèi)仍以長(zhǎng)流程為主，高爐富氫碳循環(huán)技術(shù)是國(guó)內(nèi)鋼廠減少碳排放的可行方案，預(yù)計(jì)2030年左右，可能會(huì)迎來(lái)高爐富氫碳循環(huán)技術(shù)改造的高峰期；對(duì)具備電力、煤炭資源優(yōu)勢(shì)的企業(yè)可先行先試開發(fā)氣基豎爐工藝，為今后國(guó)內(nèi)大規(guī)模推廣積累技術(shù)、人才等經(jīng)驗(yàn)。未來(lái)，隨著可用廢鋼增加、電弧爐占比提升、綠電和綠氫成本更有優(yōu)勢(shì)，全氫冶金將迎來(lái)較大的發(fā)展空間。

　　“緩不得”是指要加快加大氫能重卡的規(guī)模化應(yīng)用。據(jù)了解，鋼鐵物流污染物排放占據(jù)鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈約30%的污染物排放總量，綠色運(yùn)輸成為鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳減排目標(biāo)的重點(diǎn)。鋼鐵企業(yè)物流量大，每個(gè)鋼廠都有大量汽油車和柴油車，而柴油車對(duì)環(huán)境的影響是長(zhǎng)期存在的突出問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，柴油貨車保有量雖然只占全國(guó)汽車總量的7.9%，但其一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物、顆粒物的排放量卻分別占汽車排放總量的10%、18.8%、60%、84.6%以上。此外，鋼鐵企業(yè)物流還分布在港口、碼頭、工業(yè)園區(qū)等區(qū)域，如曹妃甸港、黃驊港、連云港、張家港、青島港（601298）都是重化工聚集地區(qū)，重型柴油車密集。用氫能重卡逐漸替代傳統(tǒng)的燃油重卡已經(jīng)逐漸成為鋼鐵行業(yè)共識(shí)，因此鋼鐵企業(yè)應(yīng)不斷加大氫能重卡的投運(yùn)，加快布局加氫站網(wǎng)絡(luò)，為我國(guó)鋼鐵行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。