作為清潔能源的氫能,正在推動傳統(tǒng)“傻大黑粗”的鋼鐵冶煉業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型,一系列氫冶金技術(shù)路徑探索在各地展開——
中國鋼研科技集團(tuán)有限公司自主研發(fā)和建設(shè)的純氫多穩(wěn)態(tài)豎爐示范工程于今年1月正式投入運行,工程采用99.5%的氫氣作為還原氣,實現(xiàn)了從現(xiàn)有“富氫”冶金向“純氫”冶金的跨越;
河鋼集團(tuán)有限公司120萬噸氫冶金示范工程一期項目已連續(xù)安全生產(chǎn)12個月,氫直接還原鐵的金屬化率穩(wěn)定在94%以上;
百萬噸級氫基豎爐在寶鋼湛江鋼鐵有限公司點火投產(chǎn)……
從曾經(jīng)的“碳冶金”到現(xiàn)在的“氫冶金”,“以氫代煤”作為燃料和還原劑,最直接的改變是碳排放量的減少。
“鋼鐵行業(yè)碳排放與生產(chǎn)過程中煤炭等化石能源的消耗密切相關(guān)。我國鋼鐵行業(yè)以煤炭等化石能源為主的長流程工藝占90%左右,開發(fā)低碳煉鐵技術(shù)是鋼鐵行業(yè)碳減排關(guān)鍵?!敝袊撹F工業(yè)協(xié)會副秘書長張龍強說,氫冶金是以氫氣代替碳還原鐵礦石,從源頭徹底降低污染物和二氧化碳排放量,減排優(yōu)勢顯著。
記者在河鋼集團(tuán)氫冶金項目現(xiàn)場看到,傳統(tǒng)高爐被氫基豎爐所取代,一個個銀白色反應(yīng)罐映入眼簾,遍布其中的管道、閥門和儀表充滿現(xiàn)代感。
河鋼集團(tuán)可持續(xù)發(fā)展研究中心主任田京雷說,以河鋼氫冶金示范工程一期為例,與同等生產(chǎn)規(guī)模的長流程工藝相比,每年可減少二氧化碳排放量80萬噸,同時二氧化硫、氮氧化合物、煙粉塵排放分別減少30%、70%和80%以上,相當(dāng)于塞罕壩林場一年的固碳量。
“雙碳”目標(biāo)下,鋼鐵行業(yè)降碳對工業(yè)領(lǐng)域乃至全國碳達(dá)峰具有重要影響。
據(jù)統(tǒng)計,我國鋼鐵行業(yè)碳排放量占全國碳排放總量的15%左右,是制造業(yè)中碳排放量最大的行業(yè)。而從外部環(huán)境來看,去年歐盟推出的碳邊境調(diào)節(jié)機制,對鋼鐵等高碳排放進(jìn)口產(chǎn)品征收二氧化碳排放特別關(guān)稅,倒逼鋼鐵企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型,提升低碳競爭力。
國家發(fā)展和改革委員會副秘書長袁達(dá)在近日舉行的全國節(jié)能宣傳周啟動儀式上表示,要開展鋼鐵等重點領(lǐng)域和行業(yè)節(jié)能降碳專項行動,持續(xù)推進(jìn)煤電低碳化改造和建設(shè)。
“采用綠色能源的冶煉工藝將成為我國鋼鐵工業(yè)低碳發(fā)展的方向,就當(dāng)前的技術(shù)路線來看,氫冶金是重要路徑之一?!睆堼垙娬f。
從工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委等部門印發(fā)的《工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰實施方案》中的“研究實施氫冶金行動計劃”,到《鋼鐵行業(yè)穩(wěn)增長工作方案》中的“加大對氫冶金、低碳冶金等低碳共性技術(shù)中試驗證、產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)的支持力度”,對于發(fā)展氫冶金技術(shù),相關(guān)部門已作出清晰規(guī)劃部署。
技術(shù)創(chuàng)新賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,氫冶金“煉”就的“綠鋼”優(yōu)勢,最終轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)品的競爭力。
鋼研昊普副總經(jīng)理戚雯認(rèn)為,純氫冶金技術(shù)的開發(fā),打通了大規(guī)?!熬G氫”在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用場景,補齊了從“綠電”到綠色冶金再到高端制造全流程最重要一環(huán),將促進(jìn)鋼鐵行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈的融合。
如今,低碳“綠鋼”應(yīng)用日益廣泛。在生活方面,綠色低碳家電家居用鋼產(chǎn)業(yè)鏈推動家電家居產(chǎn)業(yè)向“綠”升級,低碳鋼鐵材料滿足了部分車企“鋼鐵供應(yīng)商需提供鋼材產(chǎn)品的生命周期評價報告”等“綠鋼”要求;在生產(chǎn)方面,新型高強殷鋼、哈氏合金、耐蝕合金、精密合金等低碳綠色高端新材料,應(yīng)用于航空航天、核電等領(lǐng)域……
“氫冶金作為氫能的工業(yè)化應(yīng)用方向之一,不僅面臨氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題和制約因素,在試驗示范過程中,也面臨用氫成本較高、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失等問題?!睆堼垙娬J(rèn)為,當(dāng)前氫冶金在中國仍處于初期階段。
河鋼集團(tuán)張宣科技技術(shù)中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,將加快布局氫冶金上下游產(chǎn)業(yè)鏈,在上游開展氫氣制、儲、用建設(shè),在中游圍繞氫氣直接還原工藝、標(biāo)準(zhǔn)制定等,加快關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),在下游延伸綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈,建成全球領(lǐng)先的氫冶金生產(chǎn)與科研基地。