作為世界粗鋼產(chǎn)量第一大國，我國鋼鐵行業(yè)的碳排放量約占全國排放總量的15%。我國主流的鋼鐵生產(chǎn)工藝是用焦炭和鐵礦石在高爐冶煉出鐵水，再經(jīng)轉(zhuǎn)爐熔煉成鋼。這種名為長流程的制造過程碳排放強度較高。氫冶金技術(shù)是用氫替代焦炭來還原鐵礦石中的氧化鐵，減少長流程煉鋼的碳排放，是鋼鐵行業(yè)的重要減碳途徑之一。自然資源保護協(xié)會（NRDC）日前發(fā)布了《面向碳中和的氫冶金發(fā)展戰(zhàn)略研究》（以下簡稱報告），提出了從現(xiàn)階段到2060年我國氫冶金發(fā)展的路線圖和政策建議。
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多方合力推廣氫冶金 本@文$內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放^交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.c om
作為支撐我國國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎性行業(yè)之一，鋼鐵行業(yè)碳排放總量占全國15%左右，是占比最高的制造業(yè)，是“雙碳”目標下工業(yè)綠色發(fā)展的主戰(zhàn)場。 本+文+內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放（交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com
報告認為，基于現(xiàn)有工藝流程，現(xiàn)階段碳排放強度到未來極致碳排放強度的過渡階段，如果依托鋼鐵工業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝難以實現(xiàn)行業(yè)碳中和，必須尋求減煤降碳降焦，大幅替代化石能源新型冶煉工藝。因此，基于氫冶金和綠色能源顛覆性冶煉技術(shù)將成為鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展的重要方向。 本+文+內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放（交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com
對于發(fā)展氫冶金，國家層面已經(jīng)有了頂層設計。2022年2月7日，工信部、國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》，提出將制定氫冶金行動方案，加快推進低碳冶煉技術(shù)研發(fā)應用。到2025年，鋼鐵行業(yè)研發(fā)投入強度力爭達到1.5%，氫冶金、低碳冶金等先進工藝技術(shù)取得突破進展。碳達峰碳中和“1+N”政策體系中的《工業(yè)領域碳達峰實施方案》和《減污降碳協(xié)同增效實施方案》等文件，都明確了對加強氫冶金、富氫冶煉等技術(shù)的示范應用。2022年3月23日，國家發(fā)展改革委發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》提出，開展以氫作為還原劑的氫冶金技術(shù)研發(fā)應用，探索氫能冶金示范應用。
據(jù)了解，我國相關(guān)行業(yè)和企業(yè)在氫冶金技術(shù)應用和研發(fā)方面都采取了積極的行動。在《中國鋼鐵工業(yè)“雙碳”愿景及技術(shù)路線圖》中，提出了鋼鐵行業(yè)低碳共性技術(shù)清單，涉及八個技術(shù)方向。其中，前三個方向涵蓋了富氫或全氫的直接還原、富氫碳循環(huán)高爐和氫基熔融還原這三個目前氫冶金技術(shù)涉及到的三大領域。中國寶武、鞍鋼、河鋼、建龍等企業(yè)，發(fā)布了各自的《碳達峰碳中和行動方案》《低碳技術(shù)路線圖》《低碳發(fā)展路線圖》，都將氫冶金作為其重要的降碳技術(shù)路徑。 本`文-內(nèi).容.來.自：中`國^碳`排*放*交^易^網(wǎng) ta np ai fan g.com
在“碳達峰碳中和”目標約束下，鋼鐵行業(yè)深度脫碳已經(jīng)成為必然趨勢，通過傳統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的降碳空間就有瓶頸限制。報告認為，氫還原目前是替代碳還原最可行的途徑。它有理論技術(shù)支撐，且已經(jīng)具備實踐應用條件，對高爐富氫循環(huán)、氫基熔融還原和氫基直接還原等路線，國內(nèi)外企業(yè)都已經(jīng)開展了示范研究，并取得了積極進展。
推動氫冶金技術(shù)規(guī)模應用 本`文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳排0放_交-易=網(wǎng) t an pa ifa ng . c om
據(jù)了解，氫冶金技術(shù)主要包括高爐富氫冶煉技術(shù)和氫基直接還原技術(shù)。其中，高爐富氫冶煉由于改造成本較低、富氫氣體易獲取、可操作性強，被認為是從現(xiàn)階段的“碳冶金”過渡到“氫冶金”的橋梁，其潛在碳減排幅度為10%-30%。從中長期來看，氫基直接還原工藝是最具發(fā)展?jié)摿Φ牡吞家苯鸺夹g(shù)之一。報告預計，氫基直接還原技術(shù)有望在2040年后大規(guī)模推廣，先決條件是綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，包括綠色、經(jīng)濟、大規(guī)模氫源的獲取，氫氣長距離的安全儲運，氫源供需的合理配置等。
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報告指出，經(jīng)濟性是制約鋼鐵行業(yè)氫冶金發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，其中主要涉及氫氣成本及碳排放成本。隨著技術(shù)進步，制氫成本逐漸降低，就顯示出成本優(yōu)勢。因此，在不同階段里碳市場也是推動氫冶金發(fā)展和氫冶金示范應用的重要手段。 本/文-內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com
報告建議，近中期在示范階段，鋼鐵企業(yè)可以充分利用各類工業(yè)副產(chǎn)氫實現(xiàn)就近消納，降低工業(yè)副產(chǎn)氫的供給成本，來降低研發(fā)示范階段的費用。在中遠期，行業(yè)必須依賴于氫能的發(fā)展和布局，利用光伏、風能、水電等綠電，通過電解水制氫，支撐中國鋼鐵工業(yè)的氫冶金低碳化轉(zhuǎn)型。 本`文@內(nèi)-容-來-自；中_國_碳排0放_交-易=網(wǎng) t an pa ifa ng . c om
報告認為，另外一個重要的因素就是安全規(guī)?；脷洹Ｓ蓚鹘y(tǒng)的碳基能源轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵉臍淠茉?，在儲存運輸以及向反應器內(nèi)噴吹等，對相應的安全、溫度、壓力和流量等都有一些特殊的要求。因此，在設計和建設規(guī)范等都應該有相應的基礎，在技術(shù)研發(fā)的同時，必須完善氫冶金和鋼鐵企業(yè)儲氫、用氫相關(guān)的工程建設、安全防火等規(guī)范標準來支撐用氫的安全化和規(guī)范化。同時，輸氫、儲氫等相關(guān)配套措施要逐步完善。 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
四步走發(fā)展路線圖 禸*嫆唻@洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
報告在綜合考慮中遠期鋼產(chǎn)量變化趨勢和鋼鐵工業(yè)“雙碳”愿景的基礎上，提出我國氫冶金發(fā)展按四步走的建議：
一是到2030年，噸鋼碳排放強度較2020年下降15%。集中攻關(guān)高爐富氫冶煉技術(shù)和純氫基直接還原技術(shù)，以及相應的軟硬件。開展高爐富氫冶煉技術(shù)的示范項目，有條件的鋼鐵企業(yè)應率先開展高爐噴氫改造，爭取富氫高爐產(chǎn)能占比達到15%。
二是2030-2040年，噸鋼碳排放強度較2020年下降55%。在此期間，鋼鐵行業(yè)應集中攻關(guān)純氫基直接還原技術(shù)及氫基直接還原裝備的國產(chǎn)化、大型化。純氫直接還原技術(shù)取得突破性成果，開展純氫直接還原技術(shù)示范項目。國家氫能產(chǎn)業(yè)體系初步形成，氫源供應增長，成本下降，富氫高爐產(chǎn)能占比超過60%，力爭綠氫用量占比達到30%以上。 本%文$內(nèi)-容-來-自；中_國_碳|排 放_交-易^網(wǎng)^t an pa i fang . c om
三是2040-2050年，噸鋼碳排放強度較2020年下降85%。大力推廣純氫基直接還原技術(shù)，加快 “高爐-轉(zhuǎn)爐”長流程制鋼向“純氫基還原+電爐”短流程制鋼轉(zhuǎn)型，“氫基還原+電爐”短流程制鋼產(chǎn)能占比達到25%。綠氫供應量占鋼鐵產(chǎn)業(yè)需氫總量達到85%。鋼鐵企業(yè)與綠電、綠氫供應商緊密結(jié)合，共建產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，耦合發(fā)展。 本+文+內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com
四是2050-2060年，噸鋼碳排放強度較2020年下降95%。進一步提升純氫基直接還原+綠電電爐短流程鋼產(chǎn)量占比，“純氫基直接還原+綠電電爐”短流程鋼產(chǎn)量占比達到35%。至2060年，鋼鐵行業(yè)年碳排放量降低至約1億噸，需進一步借助CCUS和碳匯實現(xiàn)“碳中和”目標。 夲呅內(nèi)傛萊源?。骇鎲┨?排*放^鮫*易-網(wǎng) τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ
報告建議，加強氫冶金技術(shù)研發(fā)和示范的財政和稅收支持，給予氫冶金研發(fā)和試點項目在信貸總量、支持方式和利率上更多支持。在鋼鐵行業(yè)納入全國統(tǒng)一碳市場后，結(jié)合行業(yè)低碳發(fā)展目標及氫冶金等戰(zhàn)略路徑，科學合理地減少免費配額占比，使率先推進氫冶金技術(shù)的企業(yè)能夠從碳交易中先獲益、多獲益。同時，強化頂層設計、系統(tǒng)謀劃，構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)鏈和鋼鐵行業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。
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自然資源保護協(xié)會北京代表處首席代表張潔清表示，高質(zhì)量發(fā)展對鋼鐵行業(yè)提出了新要求，不僅需要為國民經(jīng)濟發(fā)展提供基礎原材料保障，還需要在行業(yè)運行中體現(xiàn)經(jīng)濟性、生態(tài)性和安全性。作為促進鋼鐵工業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要技術(shù)，氫冶金能夠有效推動“減污降碳”，是鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、落實生態(tài)文明理念的重要手段。
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