開啟氫能冶金時代，助力低碳綠色轉型。12月16日，河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通，該工程（以下簡稱河鋼氫冶金示范工程）是全球首例富氫氣體（焦爐煤氣）零重整豎爐直接還原氫冶金示范工程，標志著我國鋼鐵行業由傳統“碳冶金”向新型“氫冶金”的轉變邁出顛覆性、示范性、關鍵性步伐，將進一步引領傳統鋼鐵冶金工藝變革，全面開啟綠色、低碳發展新紀元。
與傳統碳冶金相比，氫冶金以氫氣為燃料和還原劑，可以使煉鐵擺脫對化石能源的依賴，從源頭上解決碳排放問題。“可以預見，鋼鐵、能源等領域的核心競爭力，將由‘攝取化石能源的能力’，逐步轉變為以氫冶金為代表的‘降碳捕碳，擺脫化石能源束縛的能力’。”河鋼集團黨委書記、董事長于勇表示。
世界首套，氫能讓鋼鐵更具“含新量”
氫能被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源。傳統冶金工藝，每生產一噸鋼，約產生1.83噸二氧化碳；河鋼氫冶金示范工程的實施，可減少二氧化碳排放70%，相當于噸鋼碳排放可降至約0.5噸。
能源變革是達成雙碳目標的重要路徑。作為鋼鐵行業綠色轉型的先行者，河鋼深耕氫能與鋼鐵的融合創新、協同發展，超前跟蹤世界氫冶金技術的研究與發展，與意大利特諾恩等知名企業合作，充分發揮豐富的焦爐煤氣資源優勢，創新采用零重整焦爐煤氣作為還原氣，并在未來逐漸過渡至風能制氫、太陽能制氫等100%綠氫為還原氣的氫冶金技術。河鋼氫冶金示范工程一期全線貫通，對突破氫冶金核心關鍵技術和推動我國鋼鐵行業轉型升級具有重大引領作用，并通過持續豐富氫冶金理論和標準體系，為鋼鐵“擺脫”對煤炭等傳統化石能源的深度依賴提供了全新路徑、創造了全新場景。
河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程外景。
有別于國際上采用天然氣制備還原工藝氣體的常規手段，全球首創的“焦爐煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術，是河鋼氫冶金示范工程的核心內容。河鋼集團張宣科技黨委書記、董事長王宏斌介紹，作為一種富氫氣體，焦爐煤氣本身含有55%—65%的氫氣成分，可在氫基豎爐內催化裂解為一氧化碳和氫氣，實現“自重整”。自重整后，工藝氣體中的氫碳比可達到8:1以上，是目前工業化生產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。同時，河鋼氫冶金示范工程豎爐反應器針對高比例氫含量進行了優化設計，預留了綠氫切換功能，不需大規模改造即可直接開展切換為更高比例富氫還原氣、純氫作還原氣的工業試驗，為未來實現100%綠氫豎爐直接還原提供基礎。
河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程現場。
通過貫通富氫氣體凈化、氫基豎爐還原、碳捕集及再利用、EAF潔凈鋼冶煉等綠色短流程，形成“CO?捕集+CO?精制”全新工藝路線等一系列領先技術的創新應用，河鋼正在打造出可推廣、可復制的“零碳”制氫與氫能產業發展協同互補的創新發展模式。據測算，與同等生產規模的傳統“高爐+轉爐”長流程工藝相比，河鋼氫冶金示范工程一期每年可減少CO?排放80萬噸，減排比例達到70%以上，同時SO?、NOx、煙粉塵排放分別減少30%、70%和80%以上，且生產每噸直接還原鐵可捕集二氧化碳約125千克。
據悉，河鋼氫冶金示范工程配套建設的電爐短流程高端金屬材料生產線，將充分發揮直接還原鐵低碳排放高純凈度的優勢，開展近零碳排短流程技術研發，探索工藝流程變革背景下的降碳極限，逐步釋放全流程減碳潛力，打造行業首套“零碳”示范產線。
氫能時代，鋼鐵讓氫能更具“含金量”
黨的二十大報告指出，“立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達峰行動。”我國是世界上最大的制氫國，“鋼鐵+氫能”的創新融合發展，特別是鋼鐵工業豐富的場景資源和廣泛的鏈接優勢，讓氫能產業擁有了更大發展空間和更多發展機遇。據中國氫能聯盟測算，預計到2030年鋼鐵領域氫能消費量將超過5000萬噸標準煤，到2050年進一步增加到7600萬噸標準煤，將占鋼鐵領域能源消費總量的34%，到2050年含鋼鐵、化工的工業領域氫能消費總量超過1.6 億噸標準煤。
河鋼集團新聞發言人、副總經理李毅仁表示，氫能將對我國能源結構和消費體系產生革命性影響。在全球能源向清潔化、低碳化、智能化發展的趨勢下，鋼鐵行業無論是能源結構創新還是工藝結構創新，氫能應用都是實現低碳、甚至“零碳”排放的最佳途徑。河鋼堅定與國家“雙碳”戰略同向同行，已經成為氫冶金技術的先行者、踐行者和探索者。通過持續提升氫冶金、制氫儲氫加氫、氫技術輸出及氫相關裝備制造的全產業鏈科研開發與工程應用能力，構建起氫能源開發和利用的低碳、綠色生態圈，讓鋼鐵工業領域的氫能產業具有了“源于鋼鐵、超越鋼鐵”的全新特質和溢出價值。
河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程夜景。
2019年3月，河鋼攜手中國工程院戰略咨詢中心、中國鋼研和東北大學，共建“氫能技術與產業創新中心”，開創了我國氫能產業“產學研用”合作的新平臺。2020年8月，河鋼建設的鋼鐵行業首座固定式加氫示范站在邯鄲投入運行，標志著河鋼快步邁入氫能時代。2021年7月，我國首條氫能重卡運輸線在唐鋼新區實現市場化運營，為京津冀地區以“柴改氫”實現物流減碳作出了示范。
栽得梧桐樹，引來金鳳凰。河鋼氫能產業的良好發展態勢，促成了與世界頂級車企寶馬集團的全新戰略合作。2022年8月，河鋼與寶馬簽署《打造綠色低碳鋼鐵供應鏈合作備忘錄》。從2023年中期開始，寶馬將逐步使用河鋼的低碳汽車用鋼。2026年起，寶馬沈陽生產基地開始在整車量產過程中使用河鋼生產的“綠鋼”。“綠鋼”的一大重要技術支撐就是河鋼的氫能源開發與利用示范技術。這標志著鋼鐵與汽車兩大行業聯動減碳跨領域合作取得新突破。
厚植氫能，就是厚植未來。2022年9月，河鋼承辦的首屆世界氫冶金技術交流大會在“冬奧之城”崇禮舉行，于勇向世界鋼鐵同業者闡釋河鋼的氫能產業發展愿景：“河鋼把氫能開發利用作為重點發展方向，加快推進低碳冶金技術的革命性創新與突破，將積極引領鋼鐵行業氫能綜合利用與發展，積極為全球鋼鐵行業綠色低碳發展提供‘河鋼方案’。”
以120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通為新起點，河鋼進入打造“近零碳排”全產業鏈示范工廠快車道，也步入低碳鋼鐵產品研發及低碳產業鏈建設新階段。河鋼將以氫氣制備、氫氣儲運、氫能物流、氫冶金等全流程項目建設為突破口，加快實施氫能全產業鏈布局，打造全國最具代表性和示范性的氫能利用產業體系，建設最具競爭力和影響力的氫能應用示范企業。
