张建红：钢铁企业发展氢能产业，急不得也缓不得
2022-10-28 05:44:52   来源： ()　   评论：0 点击：

　　“以氢代碳”既是当前低碳发展、能源变革的重要方向，也是钢铁行业绿色低碳、高质量发展的主要出路。中国国际工程咨询有限公司高级工程师、中国技术经济学会环境技术经济分会理事张建红认为，钢铁企业发展氢能产业，急不得也缓不得。

　　新华财经北京10月27日电（杨丽）钢铁行业是我国的能源消费大户，其二氧化碳排放量约占全国排放总量的15%。“双碳”背景下，钢铁企业面临巨大的减排压力。氢能源作为清洁、高效、可持续的“无碳”能源，与钢铁企业资源、环境和持续发展的诉求不谋而合。“以氢代碳”既是当前低碳发展、能源变革的重要方向，也是钢铁行业绿色低碳、高质量发展的主要出路。中国国际工程咨询有限公司高级工程师、中国技术经济学会环境技术经济分会理事张建红认为，钢铁企业发展氢能产业，急不得也缓不得。

　　多项国家政策支持我国氢能产业发展

　　去年，工信部印发《“十四五”工业绿色发展规划》，明确提出鼓励氢能等替代能源在钢铁、水泥、化工等行业的应用。今年3 月，国家发展改革委、能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》，提出逐步探索工业领域替代应用，不断提升氢能利用经济性，拓展清洁低碳氢能在化工行业替代的应用空间，开展以氢作为还原剂的氢冶金技术研发应用。今年8月，工信部等三部门联合印发《工业领域碳达峰实施方案》，提出推动绿色低碳技术重大突破，部署工业低碳前沿技术研究，实施低碳零碳工业流程再造工程，研究实施氢冶金行动计划；到2030年，富氢碳循环高炉冶炼、氢基竖炉直接还原铁、碳捕集利用封存等技术取得突破应用，短流程炼钢占比达20%以上。

　　全球钢铁企业纷纷布局氢能产业发展

　　在全球低碳绿色发展的背景下，氢能作为一种清洁、高效、灵活的能源载体，激励着全球钢企积极开展氢能研究和应用。在政策和市场的双重驱动下，全球越来越多的企业开始布局氢能产业。相比传统碳冶金，氢冶金以氢气为燃料和还原剂，可以大幅降低炼铁过程中的碳排放量，甚至从源头上解决碳排放的问题。

　　国际方面，多家钢铁企业对氢冶金进行了深度布局，如安赛乐米塔尔、瑞典钢铁公司(SSAB)、迪林根-萨尔钢铁公司、萨尔茨吉特、蒂森克虏伯、GFG联盟、奥钢联及普锐特等均开展了氢冶金研究和实践。值得一提的是，由瑞典钢铁公司、瑞典铁矿石生产商LKAB和大瀑布电力公司合作进行的无化石燃料的钢铁生产研发项目——HYBRIT项目计划用可再生电力生产氢，如果进展顺利，可能在2035年实现工业化。此外，日本的“COURSE50”低碳炼铁项目基本达到二氧化碳减排10%的目标。

　　国内方面，在国家相关政策的鼓励引导下，钢铁企业通过氢冶金、下游氢能车辆推广、加氢网络建设等多元化路径来布局氢能产业。去年以来，中国宝武、河钢、鞍钢、包钢、晋城钢铁、太钢、建龙、泰山钢铁、荣程钢铁、武汉钢铁等钢企均取得显著进展。值得一提的是，鞍钢集团氢冶金项目是全球首套绿氢零碳流化床高效炼铁新技术示范项目，具有完全自主知识产权，有望实现低碳冶金新技术路线的突破，或将引领钢铁工业绿色低碳转型发展。

　　我国钢铁企业布局氢冶金主要受两大因素制约

　　为实现“双碳”目标，我国钢铁企业积极参与研究和开发氢冶金技术，相继有企业已经建成或即将建设氢冶金示范工程，但氢冶金工艺目前在国内仍未实现大规模应用，无论在理论还是实践方面都还处于起步阶段，目前主要存在两大制约因素。

　　一是技术尚不成熟。国内外已有试验经验表明，全氢直接还原技术存在客观障碍，也存在技术和经济上的挑战，暂无法实现。氢冶金技术方面，需要攻克在更大容积的竖炉中开展全氢还原技术，才能实现规模化、高效率的生产。

　　二是氢冶金的成本高。目前，我国大多数高炉的燃料比在530-540公斤/吨，按单位燃料价1.8元/公斤，则传统高炉的燃料成本在954-972元/吨。据测算，焦炉煤气制氢的综合成本在9-15元/公斤。那么，全氢气炼铁的燃料成本约1400元/吨，氢冶金的成本远高于传统的高炉-转炉长流程工艺。

　　专家建议钢铁企业发展氢能产业“急不得也缓不得”

　　目前，我国氢能行业和供应链发展仍处于起步阶段，达到行业成熟期仍有较长的路要走。根据中国氢能联盟的预测，2020年以后中国氢能需求将持续增加，尤其是2030年以后，为达成“双碳”目标，氢能需求量将大增。到2060年，中国氢能年需求将超过1.3亿吨。

　　针对钢铁领域，今年2月，工信部、国家发展改革委、生态环境部联合发布《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》，提出将制定氢冶金行动方案，加快推进低碳冶炼技术研发应用。到2025年，钢铁行业研发投入强度力争达到1.5%，氢冶金、低碳冶金、洁净钢冶炼等先进工艺技术取得突破进展。

　　张建红认为，我国钢铁企业发展氢能产业“急不得也缓不得”。“急不得”是指不急于投资，尤其是在技术尚不成熟的氢冶金赛道，钢铁企业要结合自身资源禀赋条件和技术优势，加大研发投入，蓄势待发，不急于投资建设。当前，无论技术成熟度还是经济可行性，国内还不具备大规模发展气基竖炉的条件，短期内国内仍以长流程为主，高炉富氢碳循环技术是国内钢厂减少碳排放的可行方案，预计2030年左右，可能会迎来高炉富氢碳循环技术改造的高峰期；对具备电力、煤炭资源优势的企业可先行先试开发气基竖炉工艺，为今后国内大规模推广积累技术、人才等经验。未来，随着可用废钢增加、电弧炉占比提升、绿电和绿氢成本更有优势，全氢冶金将迎来较大的发展空间。

　　“缓不得”是指要加快加大氢能重卡的规模化应用。据了解，钢铁物流污染物排放占据钢铁产业链约30%的污染物排放总量，绿色运输成为钢铁行业实现低碳减排目标的重点。钢铁企业物流量大，每个钢厂都有大量汽油车和柴油车，而柴油车对环境的影响是长期存在的突出问题。据统计，柴油货车保有量虽然只占全国汽车总量的7.9%，但其一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物、颗粒物的排放量却分别占汽车排放总量的10%、18.8%、60%、84.6%以上。此外，钢铁企业物流还分布在港口、码头、工业园区等区域，如曹妃甸港、黄骅港、连云港、张家港、青岛港（601298）都是重化工聚集地区，重型柴油车密集。用氢能重卡逐渐替代传统的燃油重卡已经逐渐成为钢铁行业共识，因此钢铁企业应不断加大氢能重卡的投运，加快布局加氢站网络，为我国钢铁行业和区域经济社会绿色低碳发展作出应有的贡献。