氢启未来钢铁工业绿色低碳发展

氢启未来钢铁工业绿色低碳发展

  氢能作为21世纪最具发展潜力的清洁能源，是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。然而，在“碳达峰、碳中和”背景下，基于“碳冶金”传统冶炼工艺已经无法适应未来发展趋势，给钢铁行业发展带来巨大挑战。9月2日，在氢冶金标准联合工作组成立暨首届世界氢冶金技术交流大会上，中国钢铁工业协会副会长，世界钢铁发展研究院院长，河钢集团党委书记、董事长于勇认为，随着碳达峰、碳中和成为全球产业发展的主旋律，钢铁行业传统发展方式必须进行深度变革。面向未来，钢铁行业无论是能源结构创新还是工艺结构创新，氢能应用特别是氢冶金都是实现“低碳”乃至“零碳”排放的最佳路径之一。

  产业界对氢冶金技术需求迫切

  氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，具有来源广、热值高、无污染、可储能、安全性高等特点，被业界称为“终极能源”。随着人类能源利用的减碳清洁化，我国钢铁工业加快推进绿色低碳发展，对于如期实现碳达峰、碳中和目标至关重要，而用氢气代替煤炭，改变能源消耗结构，实现“低碳”甚至“零碳”工艺的产业化，是彻底解决生产过程中环境污染和碳排放问题的技术方向。

  同济大学新能源汽车工程中心副主任张存满介绍说，基于可再生能源电力绿氢产量估算，我国全社会富余电量近5万亿度，可转化制绿氢超1亿吨，热值相当于4，7亿吨焦炭。以2060年电力系统预测数据为依据，2060年绿氢总量=电源侧绿氢1亿吨+负荷侧储能绿氢1500万吨=1.15亿吨，具体包括交通运输领域5000万吨、冶金领域3500万吨、化工及其它领域3000万吨。

  需要注意的是，全球氢能构建成本低、多元化、安全可控的储输系统目前仍面临挑战：一是更轻，单位质量的储氢密度从4.5%提升到6%以上；二是更大，单台设备储氢量从百公斤级提升到吨级以上；三是更长，氢气瓶寿命从15年提升到30年甚至更长；四是更低，用能终端的氢能成本降低到15元/公斤以下。“产业界对氢冶金技术需求迫切，但是氢气规模化、低成本的储输技术挑战很大。”张存满认为。

  我国氢冶金处于探索起步阶段

  作为能源消耗高密集型行业，我国钢铁工业占全国碳排放总量15%左右，节能减排责任重大、任务艰巨。目前，“以氢代碳”是低碳发展、能源变革和结构调整的重要方向，也是工业领域实现绿色低碳、高质量发展的主要途径。冶金工业信息标准研究院党委书记、院长张龙强表示，氢冶金是氢能在钢铁领域的重要应用，是促进钢铁工业绿色低碳发展的重要技术方向，各方均十分重视。一是国家高度重视氢能产业发展及工业化应用。二是钢铁行业高度重视氢冶金碳减排贡献。三是钢铁及相关企业积极开展氢冶金研究和布局。

  实际上，氢冶金是采用氢部分或完全取代碳作为铁矿石还原剂和过程原料，实现铁矿石脱氧过程的技术。目前，我国氢冶金处于探索起步阶段，全氢冶炼研发基础薄弱，在技术应用方面极易受制于人，急需加快自主知识产权的氢冶金新工艺研发，实现核心技术、关键装备、标准体系、研发平台和人才队伍的全面超越。

  中国钢铁工业协会党委副书记姜维认为，我国作为世界最大的钢铁生产国和钢铁消费国，已经建立起全球产业链最完备、规模最大的钢铁工业体系，配备了世界上最先进的装备、工艺和技术，提供了最丰富齐全的钢铁产品，在世界市场上具有无可比拟的综合优势，这使我国有足够的理由和信心在世界绿色低碳技术创新领域稳步迈入先进行列，在未来与世界同行的低碳竞争中始终保持优势。

  首届世界氢冶金技术交流大会由冶金工业信息标准研究院、世界钢铁发展研究院、中国标准化研究院资源环境研究分院主办，河钢集团张宣科技承办，采用“现场+图片直播”同步进行，共有来自国家有关部委、行业协会、科研院所、高校及钢铁企业200余名代表参加，图片直播吸引了超11万人次关注。（孟凡君）