當(dāng)?shù)貢r(shí)間11日，德國鋼鐵生產(chǎn)商蒂森克虜伯正式啟動(dòng)了氫能冶金的測試。據(jù)蒂森克虜伯稱，這是全球范圍內(nèi)鋼鐵公司第一次在煉鋼工藝中使用氫氣代替煤炭，以減少二氧化碳的排放。

這無疑是鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的重要時(shí)刻。蒂森克虜伯歐洲鋼鐵公司董事長普雷馬爾·德賽(Premal Desai)表示：“今天是鋼鐵行業(yè)開創(chuàng)性的一天，我們正在進(jìn)行開拓性的工作。氫氣的使用是環(huán)境友好型鋼鐵生產(chǎn)的關(guān)鍵，今天的測試正是生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的重要一步，我們的最終目標(biāo)是生產(chǎn)綠色鋼鐵。同時(shí)，我們看到了企業(yè)和政府共同努力實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可能性，在此，我們感謝北萊茵-威斯特法倫州為項(xiàng)目提供的幫助。”

在經(jīng)典的高爐工藝中，生產(chǎn)一噸生鐵需要大約300公斤焦炭和200公斤煤粉。煤作為還原劑通過28個(gè)風(fēng)口注入到高爐豎井中。在11日蒂森克虜伯的測試中，氫氣通過其中一個(gè)風(fēng)口注入了9號高爐，這標(biāo)志著一系列測試的開始。蒂森克虜伯鋼鐵公司計(jì)劃逐步將氫氣的使用范圍擴(kuò)展到9號高爐全部的28個(gè)風(fēng)口。此外，蒂森克虜伯還計(jì)劃，從2022年開始，該地區(qū)的三個(gè)高爐都將使用氫氣進(jìn)行鋼鐵冶煉。此時(shí)生產(chǎn)過程可以減少20%的二氧化碳排放。

蒂森克虜伯表示，到2030年，由生產(chǎn)過程造成的二氧化碳排放和購買能源所產(chǎn)生的排放將減少30%;到2050年，蒂森克虜伯計(jì)劃在鋼鐵生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)零碳排放。氫氣在這個(gè)過程中毫無疑問將承擔(dān)重要的角色。

除了蒂森克虜伯之外，國外多家鋼鐵企業(yè)開展了氫能煉鋼的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如德國薩爾茨吉特鋼鐵公司的SALCOS項(xiàng)目，奧鋼聯(lián)H2FUTURE項(xiàng)目，瑞典SAAB的HYBRIT項(xiàng)目等，都旨在利用氫氣代替煤炭作為還原劑，以減少甚至杜絕煉鋼環(huán)節(jié)的零排放。

作為二氧化碳排放大戶，氫氣進(jìn)入“氫能煉鋼”已經(jīng)成為鋼鐵企業(yè)理想的技術(shù)應(yīng)對手段。

值得一提的是，蒂森克虜伯氫能煉鋼使用的氫氣由法液空提供。法液空、林德等為鋼鐵企業(yè)推動(dòng)氫能煉鋼業(yè)務(wù)提供了氫氣服務(wù)，如在薩爾茨吉特鋼鐵公司的氫能煉鋼項(xiàng)目中，林德負(fù)責(zé)了氫氣運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)。

國內(nèi)同樣重視開展“氫能煉鋼”業(yè)務(wù)

我國鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放量約占全國二氧化碳排放量的15%，占全球鋼鐵行業(yè)碳排放量的60%以上!降低二氧化碳排放一直是我國鋼鐵企業(yè)的重大任務(wù)。

根據(jù)《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃(2016-2020年)》，要求在“十三五”期間能源消耗總量和污染物排放總量分別下降10%和15%以上。隨著環(huán)保要求日漸嚴(yán)格，鋼鐵企業(yè)的減排壓力只會越來越大。

業(yè)內(nèi)一位專家表示：“除了通過基于氫氣的直接還原技術(shù)和碳捕獲與封存技術(shù)實(shí)現(xiàn)減排以外，關(guān)于減少鋼鐵生產(chǎn)過程中的二氧化碳排放，當(dāng)前沒有更多的方式。而碳捕獲與封存技術(shù)屬于末端解決方案，并沒有從根源上解決問題。”可以認(rèn)為，“氫氣煉鋼”是鋼鐵工業(yè)當(dāng)前已知的最佳減排技術(shù)。

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策上，《產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共性技術(shù)發(fā)展指南(2017年)》將氫氣豎爐直接還原清潔冶煉技術(shù)列為了重點(diǎn)，主要技術(shù)內(nèi)容包括：

-直接還原工藝與先進(jìn)節(jié)能的煤炭制氣技術(shù);

-焦?fàn)t煤氣制氣技術(shù);

-蓄熱式管式加熱爐技術(shù);

-蓄熱式燃?xì)馊廴谝睙捈夹g(shù)等。

盡管“氫能煉鋼”已經(jīng)開始受到了越來越多的關(guān)注，但國內(nèi)在這方面仍處于起步階段，國內(nèi)企業(yè)正為鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展付出持續(xù)的努力。

國內(nèi)的鋼鐵企業(yè)中，目前已有有寶武集團(tuán)、河鋼集團(tuán)、酒鋼集團(tuán)、清華大學(xué)等單位提出了相關(guān)的構(gòu)想，但具體的項(xiàng)目方案仍有待落地。

除了“氫能煉鋼”本身的技術(shù)難度之外，氫氣的來源也成為一個(gè)阻礙。因?yàn)闊掍撔枰罅康母呒兌?、低成本氫氣，但目前氫氣成本卻一直居高不下。

針對氫氣來源問題，中核集團(tuán)則提出了“核能制氫、氫能煉鋼”的思路，以水為原料, 以廢熱為能源，將核反應(yīng)堆與先進(jìn)制氫工藝耦合，進(jìn)行大規(guī)模、低成本的氫氣制取。

“核能制氫與氫能冶金結(jié)合將成為劃時(shí)代的技術(shù)革命。”中核集團(tuán)董事長余劍鋒說，經(jīng)初步計(jì)算，一臺60萬千瓦高溫氣冷堆機(jī)組可滿足180萬噸鋼對氫氣、電力及部分氧氣的能量需求，每年可減排約300萬噸二氧化碳，減少能源消費(fèi)約100萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，將有效緩解我國碳排放壓力，助力解決能源消費(fèi)引起的環(huán)境問題。

氫能與鋼鐵的合作是雙贏

鋼鐵與氫能有天然聯(lián)系。鋼鐵企業(yè)即是產(chǎn)氫企業(yè)，也是用氫單位。正如鞍鋼副總經(jīng)理王義棟說，鋼廠制備氫氣的成本非常低;對鋼廠來說，不僅可以發(fā)展氫能，還可以同時(shí)發(fā)展低碳冶金技術(shù)，降低碳排放。

氫能與鋼鐵產(chǎn)業(yè)的合作是雙贏的結(jié)果：氫能幫助鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排、延伸業(yè)務(wù)、完成轉(zhuǎn)型，鋼鐵企業(yè)為氫能提供了更多的落地應(yīng)用，促進(jìn)發(fā)展。氫能和鋼鐵是一個(gè)互相促進(jìn)的產(chǎn)業(yè)組合。

鋼鐵行業(yè)是去產(chǎn)能、調(diào)結(jié)構(gòu)、促轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)行業(yè)，而氫能行業(yè)是處于起步階段的行業(yè)，氫能和鋼鐵的合作形成了互補(bǔ)，有著良好的示范效應(yīng)，能夠吸引更多行業(yè)涉足氫能。氫能產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展的早期，不僅需要努力發(fā)展技術(shù)，也需要向社會提供更多的想象力，才能引來更多的資金和人才，才能更好地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。