開啟氫能冶金時代,助力低碳綠色轉(zhuǎn)型。12月16日,河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通,該工程(以下簡稱河鋼氫冶金示范工程)是全球首例富氫氣體(焦?fàn)t煤氣)零重整豎爐直接還原氫冶金示范工程,標(biāo)志著我國鋼鐵行業(yè)由傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”的轉(zhuǎn)變邁出顛覆性、示范性、關(guān)鍵性步伐,將進一步引領(lǐng)傳統(tǒng)鋼鐵冶金工藝變革,全面開啟綠色、低碳發(fā)展新紀(jì)元。
與傳統(tǒng)碳冶金相比,氫冶金以氫氣為燃料和還原劑,可以使煉鐵擺脫對化石能源的依賴,從源頭上解決碳排放問題。“可以預(yù)見,鋼鐵、能源等領(lǐng)域的核心競爭力,將由‘?dāng)z取化石能源的能力’,逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐詺湟苯馂榇淼摹堤疾短?,擺脫化石能源束縛的能力’。”河鋼集團黨委書記、董事長于勇表示。
世界首套,氫能讓鋼鐵更具“含新量”
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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,河鋼集團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,創(chuàng)新采用零重整焦?fàn)t煤氣作為還原氣,并在未來逐漸過渡至風(fēng)能制氫、太陽能制氫等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,對突破氫冶金核心關(guān)鍵技術(shù)和推動我國鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重大引領(lǐng)作用,并通過持續(xù)豐富氫冶金理論和標(biāo)準(zhǔn)體系,為鋼鐵“擺脫”對煤炭等傳統(tǒng)化石能源的深度依賴提供了全新路徑、創(chuàng)造了全新場景。
河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程外景。(河鋼集團供圖)
有別于國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。河鋼集團張宣科技黨委書記、董事長王宏斌介紹,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,實現(xiàn)“自重整”。自重整后,工藝氣體中的氫碳比可達到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100%氫還原的工藝狀態(tài)。同時,河鋼氫冶金示范工程豎爐反應(yīng)器針對高比例氫含量進行了優(yōu)化設(shè)計,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,為未來實現(xiàn)100%綠氫豎爐直接還原提供基礎(chǔ)。
河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程現(xiàn)場。(河鋼集團供圖)
通過貫通富氫氣體凈化、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)同互補的創(chuàng)新發(fā)展模式。據(jù)測算,與同等生產(chǎn)規(guī)模的傳統(tǒng)“高爐+轉(zhuǎn)爐”長流程工藝相比,河鋼氫冶金示范工程一期每年可減少CO2排放80萬噸,減排比例達到70%以上,同時SO2、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,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。
氫能時代,鋼鐵讓氫能更具“含金量”
黨的二十大報告指出,“立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動?!蔽覈鞘澜缟献畲蟮闹茪鋰?,“鋼鐵+氫能”的創(chuàng)新融合發(fā)展,特別是鋼鐵工業(yè)豐富的場景資源和廣泛的鏈接優(yōu)勢,讓氫能產(chǎn)業(yè)擁有了更大發(fā)展空間和更多發(fā)展機遇。據(jù)中國氫能聯(lián)盟測算,預(yù)計到2030年鋼鐵領(lǐng)域氫能消費量將超過5000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,到2050年進一步增加到7600萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤,將占鋼鐵領(lǐng)域能源消費總量的34%,到2050年含鋼鐵、化工的工業(yè)領(lǐng)域氫能消費總量超過1.6 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
河鋼集團新聞發(fā)言人、副總經(jīng)理李毅仁表示,氫能將對我國能源結(jié)構(gòu)和消費體系產(chǎn)生革命性影響。在全球能源向清潔化、低碳化、智能化發(fā)展的趨勢下,鋼鐵行業(yè)無論是能源結(jié)構(gòu)創(chuàng)新還是工藝結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,氫能應(yīng)用都是實現(xiàn)低碳、甚至“零碳”排放的最佳途徑。河鋼堅定與國家“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。通過持續(xù)提升氫冶金、制氫儲氫加氫、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)和溢出價值。
河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程夜景。(河鋼集團供圖)
2019年3月,河鋼攜手中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心、中國鋼研和東北大學(xué),共建“氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”,開創(chuàng)了我國氫能產(chǎn)業(yè)“產(chǎn)學(xué)研用”合作的新平臺。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行,標(biāo)志著河鋼快步邁入氫能時代。2021年7月,我國首條氫能重卡運輸線在唐鋼新區(qū)實現(xiàn)市場化運營,為京津冀地區(qū)以“柴改氫”實現(xiàn)物流減碳作出了示范。
栽得梧桐樹,引來金鳳凰。河鋼氫能產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展態(tài)勢,促成了與世界頂級車企寶馬集團的全新戰(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,寶馬沈陽生產(chǎn)基地開始在整車量產(chǎn)過程中使用河鋼生產(chǎn)的“綠鋼”?!熬G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)動減碳跨領(lǐng)域合作取得新突破。
厚植氫能,就是厚植未來。2022年9月,河鋼承辦的首屆世界氫冶金技術(shù)交流大會在“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)利用作為重點發(fā)展方向,加快推進低碳冶金技術(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120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通為新起點,河鋼進入打造“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、氫氣儲運、氫能物流、氫冶金等全流程項目建設(shè)為突破口,加快實施氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局,打造全國最具代表性和示范性的氫能利用產(chǎn)業(yè)體系,建設(shè)最具競爭力和影響力的氫能應(yīng)用示范企業(yè)。
關(guān)鍵詞: 鋼鐵行業(yè)
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