與傳統(tǒng)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(duì)化石能源的依賴，從源頭上解決碳排放問(wèn)題。“可以預(yù)見，鋼鐵、能源等領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，將由‘攝取化石能源的能力’，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐詺湟苯馂榇淼?lsquo;降碳捕碳，擺脫化石能源束縛的能力’。”河鋼集團(tuán)黨委書記、董事長(zhǎng)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(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。傳統(tǒng)冶金工藝，每生產(chǎn)一噸鋼，約產(chǎn)生1.83噸二氧化碳；河鋼氫冶金示范工程的實(shí)施，可減少二氧化碳排放70%，相當(dāng)于噸鋼碳排放可降至約0.5噸。
能源變革是達(dá)成雙碳目標(biāo)的重要路徑。作為鋼鐵行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的先行者，河鋼深耕氫能與鋼鐵的融合創(chuàng)新、協(xié)同發(fā)展，超前跟蹤世界氫冶金技術(shù)的研究與發(fā)展，與意大利特諾恩等知名企業(yè)合作，充分發(fā)揮豐富的焦?fàn)t煤氣資源優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新采用零重整焦?fàn)t煤氣作為還原氣，并在未來(lái)逐漸過(guò)渡至風(fēng)能制氫、太陽(yáng)能制氫等100%綠氫為還原氣的氫冶金技術(shù)。河鋼氫冶金示范工程一期全線貫通，對(duì)突破氫冶金核心關(guān)鍵技術(shù)和推動(dòng)我國(guó)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重大引領(lǐng)作用，并通過(guò)持續(xù)豐富氫冶金理論和標(biāo)準(zhǔn)體系，為鋼鐵“擺脫”對(duì)煤炭等傳統(tǒng)化石能源的深度依賴提供了全新路徑、創(chuàng)造了全新場(chǎng)景。
有別于國(guó)際上采用天然氣制備還原工藝氣體的常規(guī)手段，全球首創(chuàng)的“焦?fàn)t煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術(shù)，是河鋼氫冶金示范工程的核心內(nèi)容。河鋼集團(tuán)張宣科技黨委書記、董事長(zhǎng)王宏斌介紹，作為一種富氫氣體，焦?fàn)t煤氣本身含有55%—65%的氫氣成分，可在氫基豎爐內(nèi)催化裂解為一氧化碳和氫氣，實(shí)現(xiàn)“自重整”。自重整后，工藝氣體中的氫碳比可達(dá)到8:1以上，是目前工業(yè)化生產(chǎn)中含氫比例最高的氣基豎爐直接還原工藝，最接近未來(lái)100%氫還原的工藝狀態(tài)。同時(shí)，河鋼氫冶金示范工程豎爐反應(yīng)器針對(duì)高比例氫含量進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，預(yù)留了綠氫切換功能，不需大規(guī)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(yè)試驗(yàn)，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)100%綠氫豎爐直接還原提供基礎(chǔ)。
通過(guò)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(lǐng)先技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，河鋼正在打造出可推廣、可復(fù)制的“零碳”制氫與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展協(xié)同互補(bǔ)的創(chuàng)新發(fā)展模式。據(jù)測(cè)算，與同等生產(chǎn)規(guī)模的傳統(tǒng)“高爐+轉(zhuǎn)爐”長(zhǎng)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(wàn)噸，減排比例達(dá)到70%以上，同時(shí)SO?、NOx、煙粉塵排放分別減少30%、70%和80%以上，且生產(chǎn)每噸直接還原鐵可捕集二氧化碳約125千克。
據(jù)悉，河鋼氫冶金示范工程配套建設(shè)的電爐短流程高端金屬材料生產(chǎn)線，將充分發(fā)揮直接還原鐵低碳排放高純凈度的優(yōu)勢(shì)，開展近零碳排短流程技術(shù)研發(fā)，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(yè)首套“零碳”示范產(chǎn)線。
氫能時(shí)代，鋼鐵讓氫能更具“含金量”
“立足我國(guó)能源資源稟賦，堅(jiān)持先立后破，有計(jì)劃分步驟實(shí)施碳達(dá)峰行動(dòng)。”我國(guó)是世界上最大的制氫國(guó)，“鋼鐵+氫能”的創(chuàng)新融合發(fā)展，特別是鋼鐵工業(yè)豐富的場(chǎng)景資源和廣泛的鏈接優(yōu)勢(shì)，讓氫能產(chǎn)業(yè)擁有了更大發(fā)展空間和更多發(fā)展機(jī)遇。據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟測(cè)算，預(yù)計(jì)到2030年鋼鐵領(lǐng)域氫能消費(fèi)量將超過(guò)5000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，到2050年進(jìn)一步增加到7600萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，將占鋼鐵領(lǐng)域能源消費(fèi)總量的34%，到2050年含鋼鐵、化工的工業(yè)領(lǐng)域氫能消費(fèi)總量超過(guò)1.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
河鋼集團(tuán)新聞發(fā)言人、副總經(jīng)理李毅仁表示，氫能將對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)和消費(fèi)體系產(chǎn)生革命性影響。在全球能源向清潔化、低碳化、智能化發(fā)展的趨勢(shì)下，鋼鐵行業(yè)無(wú)論是能源結(jié)構(gòu)創(chuàng)新還是工藝結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，氫能應(yīng)用都是實(shí)現(xiàn)低碳、甚至“零碳”排放的最佳途徑。河鋼堅(jiān)定與國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略同向同行，已經(jīng)成為氫冶金技術(shù)的先行者、踐行者和探索者。通過(guò)持續(xù)提升氫冶金、制氫儲(chǔ)氫加氫、氫技術(shù)輸出及氫相關(guān)裝備制造的全產(chǎn)業(yè)鏈科研開發(fā)與工程應(yīng)用能力，構(gòu)建起氫能源開發(fā)和利用的低碳、綠色生態(tài)圈，讓鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域的氫能產(chǎn)業(yè)具有了“源于鋼鐵、超越鋼鐵”的全新特質(zhì)和溢出價(jià)值。
2019年3月，河鋼攜手中國(guó)工程院戰(zhàn)略咨詢中心、中國(guó)鋼研和東北大學(xué)，共建“氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”，開創(chuàng)了我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)“產(chǎn)學(xué)研用”合作的新平臺(tái)。2020年8月，河鋼建設(shè)的鋼鐵行業(yè)首座固定式加氫示范站在邯鄲投入運(yùn)行，標(biāo)志著河鋼快步邁入氫能時(shí)代。2021年7月，我國(guó)首條氫能重卡運(yùn)輸線在唐鋼新區(qū)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)，為京津冀地區(qū)以“柴改氫”實(shí)現(xiàn)物流減碳作出了示范。
栽得梧桐樹，引來(lái)金鳳凰。河鋼氫能產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展態(tài)勢(shì)，促成了與世界頂級(jí)車企寶馬集團(tuán)的全新戰(zhàn)略合作。2022年8月，河鋼與寶馬簽署《打造綠色低碳鋼鐵供應(yīng)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(yáng)生產(chǎn)基地開始在整車量產(chǎn)過(guò)程中使用河鋼生產(chǎn)的“綠鋼”。“綠鋼”的一大重要技術(shù)支撐就是河鋼的氫能源開發(fā)與利用示范技術(shù)。這標(biāo)志著鋼鐵與汽車兩大行業(yè)聯(lián)動(dòng)減碳跨領(lǐng)域合作取得新突破。
厚植氫能，就是厚植未來(lái)。2022年9月，河鋼承辦的首屆世界氫冶金技術(shù)交流大會(huì)在“冬奧之城”崇禮舉行，于勇向世界鋼鐵同業(yè)者闡釋河鋼的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展愿景：“河鋼把氫能開發(fā)利用作為重點(diǎn)發(fā)展方向，加快推進(jìn)低碳冶金技術(shù)的革命性創(chuàng)新與突破，將積極引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)氫能綜合利用與發(fā)展，積極為全球鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展提供‘河鋼方案’。”
以120萬(wàn)噸氫冶金示范工程一期全線貫通為新起點(diǎn)，河鋼進(jìn)入打造“近零碳排”全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉豆S快車道，也步入低碳鋼鐵產(chǎn)品研發(fā)及低碳產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)新階段。河鋼將以氫氣制備、氫氣儲(chǔ)運(yùn)、氫能物流、氫冶金等全流程項(xiàng)目建設(shè)為突破口，加快實(shí)施氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局，打造全國(guó)最具代表性和示范性的氫能利用產(chǎn)業(yè)體系，建設(shè)最具競(jìng)爭(zhēng)力和影響力的氫能應(yīng)用示范企業(yè)。