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“‘氫冶金’是推動鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的前沿性技術(shù)，氫能標準化將推動氫冶金工藝技術(shù)的不斷創(chuàng)新。”河鋼集團黨委書記、董事長于勇在接受科技日報記者采訪時說。

為將清潔的氫能引入冶金行業(yè)，引領(lǐng)我國氫冶金工藝高質(zhì)量發(fā)展、氫冶金技術(shù)標準化和鋼鐵行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，9月2日，在河北崇禮舉辦了首屆世界氫冶金技術(shù)交流大會，并成立了氫冶金標準聯(lián)合工作組。

會上，國內(nèi)外氫冶金領(lǐng)域院士、專家、行業(yè)組織和企業(yè)代表，圍繞如何推動鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展、引導(dǎo)和規(guī)范鋼鐵行業(yè)氫冶金領(lǐng)域標準化工作，以及如何開展氫能及氫冶金技術(shù)研究、工程項目應(yīng)用等內(nèi)容進行了深入研討。

冶金工業(yè)信息標準研究院黨委書記、院長張龍強介紹說，“氫冶金”是氫能在鋼鐵領(lǐng)域的重要應(yīng)用，是促進鋼鐵工業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要技術(shù)方向。

為將鋼鐵行業(yè)綜合優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為低碳發(fā)展的技術(shù)優(yōu)勢，河鋼集團把氫能開發(fā)利用作為重點發(fā)展方向，推進了低碳冶金技術(shù)的革命性創(chuàng)新與突破。

據(jù)介紹，早在2019年11月，河鋼集團與意大利特諾恩公司達成戰(zhàn)略合作意向，以旗下子公司河北張宣高科科技有限公司（以下簡稱“張宣科技”）為承載平臺，實施全球首例120萬噸氫冶金示范工程。

2021年5月，河鋼集團啟動了氫能源開發(fā)和利用工程示范項目。“這是我國首次采用焦爐煤氣‘自重整’制氫方式生產(chǎn)高品質(zhì)直接還原鐵。”張宣科技氫冶金公司經(jīng)理路鵬介紹說。

今年3月，河鋼集團成立“氫能技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化示范”課題組，張宣科技承擔了多項關(guān)鍵技術(shù)研究及示范工程，在連續(xù)攻關(guān)中取得多項新突破。

“我們前期利用焦爐煤氣做還原氣，使用富氫氣體直接還原鐵。后期利用風能、太陽能等可再生能源來電解水制氫做還原氣，實現(xiàn)了非化石能源冶煉。”路鵬介紹。

在氫能產(chǎn)業(yè)化利用上，張宣科技開展了多項氫冶金關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。“我們突破了氫冶金豎爐球團制備及其冶金性能、氫氣氣基豎爐還原工藝技術(shù)及裝備等全流程氫冶金技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了氫冶金氣基豎爐工藝中二氧化碳的捕捉、分離與高效回收利用。”路鵬表示。

冶金行業(yè)是碳排放大戶，占全國碳排放總量的近20%。如何通過工藝改造實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)指數(shù)級減碳變化？富氫還原是減少碳足跡的有效舉措之一，長流程變短流程是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

“在焦爐煤氣中，除了含有55%至65%的氫氣成分可以直接利用外，含有大約15%的甲烷最終在反應(yīng)豎爐內(nèi)被轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣。”張宣科技氫冶金公司作業(yè)長呂志敏介紹。

呂志敏還表示，“高爐+轉(zhuǎn)爐”是傳統(tǒng)的長流程工藝，而“氫氣直接還原豎爐+電爐煉鋼”是短流程生產(chǎn)新工藝，它將實現(xiàn)二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、煙粉塵排放分別減少約70%、30%、70%、80%以上。這與同等規(guī)模的傳統(tǒng)的“碳冶金”相比，“氫冶金”每年可以減少二氧化碳排放大約160萬噸。

氫能作為還原劑，不僅為我國冶金行業(yè)減少了碳排放，實現(xiàn)了從長流程向短流程的過渡，還為解決原料和廢鋼問題探索出新方案。

據(jù)了解，長流程噸鋼排碳在2噸左右，短流程噸鋼排碳在0.5噸左右。“長變短”工藝可以直接減少碳排放75%左右，還可以替代75%至80%的廢鋼。

從焦爐煤氣制氫到氫能重卡應(yīng)用，再到籌建氫能源開發(fā)和利用示范工程，河鋼集團不斷探索鋼鐵行業(yè)氫能綜合利用新模式。

如今，“氫冶金”已成為河鋼集團轉(zhuǎn)型綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，并以此引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)邁入“以氫代煤”冶煉“綠鋼”的時代。

“未來，河鋼還要依靠科學技術(shù)，加大氫冶金關(guān)鍵、核心技術(shù)的創(chuàng)新突破，爭做氫冶金和減碳行動的引領(lǐng)者和踐行者，為世界鋼鐵工業(yè)低碳綠色發(fā)展提供‘中國方案’。”于勇說。

原標題：我國迎來氫能冶金時代