深圳氢能~氢冶金是噱头仍是猛药？
2019年，电力、钢铁、水泥和煤化工职业算计煤耗占比超越86%，四个职业二氧化碳排放约77.6亿吨，占全国二氧化碳排放总量的72%。跟着“碳达峰、碳中和”成为全球工业开展的主旋律，碳排放排名第二的钢铁职业需求进行深度革新。
氢冶金因其巨大的减排潜力，已成为龙头钢企志在必得的制高点，国内外多家钢铁公司正在大力布局氢能冶金、绿氢制备和氢能供给等项目。从“碳冶金”到“氢冶金”，钢铁工业有望摘掉高碳排放、高污染、高能耗的帽子。
以氢代碳的复原反响
氢冶金即用氢气代替碳作为复原剂和能量源炼铁，复原产品为水，可完结零碳排放（根本反响式为Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O，复原剂为氢气，产品为铁和水）。
氢冶金的原理
现在干流的氢冶金技能道路为高炉富氢锻炼与气基直接复原竖炉炼铁两种：
1、高炉富氢复原
即经过喷吹天然气、焦炉煤气等富氢气体参加炼铁进程。相关实验标明，高炉富氢复原炼铁在必定程度上可以经过加速炉料复原，削减碳排放，但由于该工艺是根据传统的高炉，焦炭的骨架效果无法被彻底代替，氢气喷吹量存在极限值，一般以为高炉富氢复原的碳减排起伏可达10%-20%，效果不行显着。
2、气基直接复原竖炉
即经过运用氢气与一氧化碳混合气体作为复原剂，将铁矿石转化为直接复原铁，再将其投入电炉进行进一步锻炼。氢气作为复原剂的参加使碳排放得到了有用操控。相较于富氢复原高炉，吨二氧化碳排放量可削减50%以上。这种方法更适合用于氢冶金。
高炉富氢减碳起伏为10%-20%，效果有限；气基直接复原竖炉工艺是直接复原技能，不需求炼焦、烧结、炼铁等环节，可以从源头操控碳排放，相较于高炉富氢复原减碳起伏可达50%以上，减排潜力较大，是敏捷扩展直接复原铁出产的有用途径。但气基竖炉存在吸热效应强、入炉H2气量增大、出产本钱升高、Hz复原速率下降、产品活性高和难以钝化运送等许多问题。无论是高炉炼铁仍是气基竖炉直接复原铁，选用氢冶金方法均具有显着的减碳效果。
多国发布氢冶金技能道路图
近年来，全球钢铁职业都在积极开展氢能冶金实践。欧洲、日本、韩国等国家和地区的钢铁企业均拟定了包含氢能冶金在内的低碳冶金技能道路图，加速研制、实验和使用，为完结碳中和方针寻求工艺技能打破。
现在全球现已有部分氢冶金技能的事例，例如瑞典酐铁HYBRIT项目、萨尔茨吉特SALCOS项目、奥钢联H2FUTURE项目、德国蒂森克虏伯Carbon2Chem项目等。
我国完结“绿氢冶金”长路漫漫
现在国内部分钢铁企业已发布氢冶金规划，建成演示工程并投产，获得必定的立异打破，但演示工程尚处于工业性实验阶段，还存在基础设施不完善、相关规范空白、本钱较高、安全用氢等问题，并且现阶段考虑气源、制备、储运、本钱等要素所用氢气大都仍为“灰氢”，间隔完结“绿氢冶金”还有很长的路要走。
我国钢铁职业氢冶金首要使用方法详细包含：高炉富氢锻炼技能、氢气竖炉直接复原技能、氢基熔融复原炼铁技能等。从我国钢铁企业使用开展来看，氢冶金技能有助于显着削减碳排放，推进碳资源化使用，促进绿色短流程新工艺开展，完结无化石动力锻炼，拓荒钢铁-化工-氢能耦合降碳道路。此外，氢能在我国钢铁企业物流交通范畴也获得了杰出的节能环保成效。
我国要想完结绿氢冶金，未来还需深入研讨分布式绿色动力使用、氢气制备与存储、氢冶金、CO2脱除等范畴的关键技能，构成以氢能为中心的新式钢铁冶金出产工艺。
氢冶金的未来远不远
全球氢冶金项目研讨首要分三步：（1）2025年之前，树立中试演示项目验证大规模氢冶金的可行性；（2）到2030年，使用焦炉煤气等副产品中的氢进行氢冶金出产；（3）到2050年，完结绿氢对灰氢的代替，进行氢冶金工业化出产。
现在来看，氢动力与钢铁工业的协作是双赢的成果：氢冶金有利于钢铁企业节能减排、完结低碳转型；钢铁企业为氢动力供给了更多的落地使用，丰厚氢能下流工业链。氢动力和钢铁工业相得益彰。利于新动力的开展。
钢铁职业氢冶金使用依然面对绿氢经济性仍有待进步、技能使用缺乏经验、氢能贮存运送本钱高、氢基直接复原铁产品下流市场需求缺乏等一系列严峻应战。
国际动力网/氢能汇（微信大众号：h2-2005）关于钢铁职业氢冶金未来开展与使用，提出三点主张：
一是体系推进。应从制氢、储氢、运氢、用氢等全工业链体系推进氢能使用，特别是应统筹钢铁出产实践使用场景，体系推进“产学研用金”深度交融。
二是发挥市场化机制。现阶段氢锻炼工艺本钱仍远高于传统出产工艺，应充分发挥市场化机制在技能立异等范畴的效果，进一步优化金融、人才等资源配置。
三是强化国际协作。应进一步聚集详细打破环节，强化包含理念、科研、技能、途径及管理方法等在内的国际交流，推进国际深度协作。
国际钢铁协会主席，国际钢铁开展研讨院院长，河钢集团党委书记、董事善于勇介绍，曩昔30年，全球钢铁职业经过进步动力功率和推广使用循环使用新工艺、新技能，吨钢归纳能耗现已降低了50%。现在，全球钢铁职业的动力消费量占全球的8%左右，碳排放量占全球的7%。面向未来，钢铁职业无论是动力结构立异仍是工艺结构立异、氢能使用都是完结低碳、乃至“零碳”排放的最佳途径。特别是氢冶金技能的立异与使用，将带来传统钢铁冶金技能的革命性革新，使钢铁出产脱节对化石动力的肯定依靠，从源头上处理碳排放问题。
尽管约束于环境和本钱等各种要素，现在钢铁工业还没有完结‘一氢究竟’，但开展清洁动力是方向，也是任务，‘氢冶金’的潜力无限。
