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昨天和大家分享了碳中和背景下的鋼鐵行業(yè)系列的第七部分：現(xiàn)階段氫氣煉鋼發(fā)展方向

今天和大家分享第八部分：國內(nèi)氫氣煉鋼實(shí)踐

1、高爐富氫：實(shí)施主體和設(shè)計(jì)規(guī)模以“小”為主，八一鋼鐵項(xiàng)目將起示范作用

早在20世紀(jì)60年代國內(nèi)就對(duì)高爐富氫工藝進(jìn)行了嘗試，本鋼的高爐噴吹焦?fàn)t煤氣試驗(yàn)結(jié)果顯示高爐產(chǎn)量提高了10.8%，焦比降低了3%～10%，爐況順行程度好轉(zhuǎn)。1964年12月，鞍鋼煉鐵廠結(jié)合 本鋼高爐噴吹焦?fàn)t煤氣的經(jīng)驗(yàn)，在9號(hào)高爐進(jìn)行了焦?fàn)t煤氣噴吹試驗(yàn)，每噴吹1立方米焦?fàn)t煤氣，可節(jié)約焦炭0.6-0.7kg，高爐冶煉過程得到了改善，促進(jìn)了爐況順行。?

目前已有企業(yè)就高爐富氫工藝對(duì)現(xiàn)有高爐進(jìn)行改造或計(jì)劃改造，比如：

邢臺(tái)鋼鐵啟動(dòng)于2017年的碳富氫煉鐵技術(shù)改造項(xiàng)目，富氫氣體來源于邢鋼自產(chǎn)焦?fàn)t煤氣，噸鐵焦?fàn)t煤氣噴吹量350立方米。

八一鋼鐵2020年啟動(dòng)3.9億投資的氧氣高爐富氫還原低碳煉鐵項(xiàng)目，將在原380立方米高爐基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，富氫氣體來源于高爐爐頂循環(huán)煤氣，預(yù)計(jì)2021年7月完工，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)5%以上的減排目標(biāo)。

晉南鋼鐵計(jì)劃實(shí)施2000立方米級(jí)高爐規(guī)模化噴吹氫氣項(xiàng)目，于2020年與江蘇鋼鐵研究總院簽署技術(shù)開發(fā)合同。

2、氣基豎爐富氫：主要由具備煤資源優(yōu)勢的地方鋼企和綜合實(shí)力強(qiáng)的鋼鐵集團(tuán)發(fā)起

部分位處富煤地區(qū)的鋼企已進(jìn)行氣基還原工廠建廠或前期準(zhǔn)備工作，比如：

山西中晉太行礦業(yè)公司 2013 年開始籌備 30 萬噸焦?fàn)t煤氣豎爐直接還原生產(chǎn)工廠，已于 2020 年 11 月底全部建成、進(jìn)入到聯(lián)動(dòng)負(fù)荷試車階段，其氣基來源于焦?fàn)t煤氣。

位于內(nèi)蒙的明拓集團(tuán)計(jì)劃采用 Midrex 的氣基豎爐技術(shù)，以合成煤氣為還原氣，建設(shè)年產(chǎn)能力 110 萬噸的還原鐵廠，供應(yīng)下游電爐生產(chǎn)不銹鋼產(chǎn)品，中國鋼研新冶集團(tuán) 2019 年對(duì)其該項(xiàng)目進(jìn)行了論證，并形成了《“年產(chǎn) 110 萬噸氣基豎爐直接還原鐵項(xiàng)目”專家論證報(bào)告》。

酒鋼集團(tuán)也于 2019 年 9 月成立冶金研究院，計(jì)劃就煤基氫冶金進(jìn)行進(jìn)一步研究并申報(bào)示范項(xiàng)目。

遼寧華信鋼鐵集團(tuán)于 2018 年與東北大學(xué)就籌建年產(chǎn) 1 萬噸 DRI 和 10 萬噸精品鋼的煤制氣-富氫 氣基豎爐-電爐短流程示范工程項(xiàng)目簽署合作協(xié)議。

除此之外，寶鋼和河鋼也計(jì)劃推進(jìn)氣基豎爐富氫還原工藝，由于在煤資源優(yōu)勢并不顯著，但集團(tuán)整體資金和科研實(shí)力雄厚，在富氫工藝的路線選擇上步子邁的更大：河鋼集團(tuán)于 2020 年 11 月與特諾恩雙方簽訂合同，建設(shè)高科技的氫能源開發(fā)和利用工程，其中包括一座年產(chǎn) 60 萬噸的 ENERGIRON 直接還原工廠（ENERGIRON 屬于 HYL 工藝）。

河鋼集團(tuán)的 60 萬噸直接還原工廠將使用含氫量約 70%的補(bǔ)充氣源，噸直接還原鐵僅產(chǎn)生 250KgCO2，將成為全球最綠色的直接還原工廠之一。

寶鋼氫氣煉鋼的計(jì)劃路線更加系統(tǒng)化和低碳化：

第一階段為低碳冶金，即以高溫堆制氫＋高爐富氫冶煉＋核電取代燃煤自備電站，實(shí)現(xiàn)低碳冶金。

第二階段為零碳排放冶金，即以高溫堆制氫＋高爐富氫冶煉＋核電＋冶金氣加氫制化工原料，在第一階段技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合煤化工技術(shù)，將其轉(zhuǎn)化為化工原料，從而實(shí)現(xiàn)零碳排放冶金。

第三階段為無碳冶金，即以高溫堆制氫＋純氫還原氣基豎爐煉 鐵＋核電＋電爐煉鋼，實(shí)現(xiàn)無碳煉鋼、冶金行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，擺脫對(duì)化石燃料的依賴。

目前正圍繞實(shí)現(xiàn)第一階段目標(biāo)開展研發(fā)，同時(shí)也在開展第二、第三階段的預(yù)研究。合作伙伴為清華大學(xué)和中核集團(tuán)，于 2019 年和合作伙伴簽訂《核能-制氫-冶金耦合技術(shù)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，計(jì)劃核電高溫堆制氫，將核能技術(shù)與鋼鐵冶煉和煤化工工藝耦合，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的超低排放，起到行業(yè)示范作用。

綜合來看，目前國內(nèi)鋼企在氫氣煉鋼的實(shí)踐較早，但呈現(xiàn)規(guī)模小、試驗(yàn)性強(qiáng)的特點(diǎn)，早期工業(yè)化推廣高爐富氫或氣基豎爐還原工藝的鋼企由于體量較小，信息披露有限，所以項(xiàng)目投產(chǎn)建成后的實(shí)際效果也暫不得知。

目前八一鋼鐵是已披露氫氣煉鋼項(xiàng)目鋼企中進(jìn)度最快的上市公司，但推行規(guī)模 并不是特別大，此次項(xiàng)目是對(duì) 380 立方米容量的高爐進(jìn)行改造，若投產(chǎn)后效益和減排效果比較積極，有望對(duì)整個(gè)鋼鐵行業(yè)起到示范效應(yīng)，值得關(guān)注。

氣基豎爐氫氣煉鋼在近日相對(duì)于高爐富氫更為活躍，但所處階段也較為早期，除了山西晉中項(xiàng)目啟動(dòng)較早，其余項(xiàng)目大部分處于籌建或簽署合作意向階段，但亮點(diǎn)在于大型鋼企如寶鋼和河鋼集團(tuán)在氫氣煉鋼路線上也計(jì)劃加入氣基豎爐陣營，并且選擇的技術(shù)路線都更為先進(jìn)，規(guī)劃更為全面系統(tǒng)，這為后續(xù)鋼鐵企業(yè)在低碳轉(zhuǎn)型方向上起到了指引作用。

碳中和背景下的鋼鐵行業(yè)系列的第八部分的內(nèi)容就分享到這里，明天和大家分享第九部分的內(nèi)容：歐洲鋼企碳排放成本對(duì)我國的啟示

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