碳中和背景下的钢铁行业系列8---国内氢气炼钢实践

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昨天和大家分享了碳中和背景下的钢铁行业系列的第七部分：现阶段氢气炼钢发展方向

今天和大家分享第八部分：国内氢气炼钢实践

1、高炉富氢：实施主体和设计规模以“小”为主，八一钢铁项目将起示范作用

早在20世纪60年代国内就对高炉富氢工艺进行了尝试，本钢的高炉喷吹焦炉煤气试验结果显示高炉产量提高了10.8%，焦比降低了3%～10%，炉况顺行程度好转。1964年12月，鞍钢炼铁厂结合 本钢高炉喷吹焦炉煤气的经验，在9号高炉进行了焦炉煤气喷吹试验，每喷吹1立方米焦炉煤气，可节约焦炭0.6-0.7kg，高炉冶炼过程得到了改善，促进了炉况顺行。 

目前已有企业就高炉富氢工艺对现有高炉进行改造或计划改造，比如：

邢台钢铁启动于2017年的碳富氢炼铁技术改造项目，富氢气体来源于邢钢自产焦炉煤气，吨铁焦炉煤气喷吹量350立方米。

八一钢铁2020年启动3.9亿投资的氧气高炉富氢还原低碳炼铁项目，将在原380立方米高炉基础上进行改造，富氢气体来源于高炉炉顶循环煤气，预计2021年7月完工，目标是实现5%以上的减排目标。

晋南钢铁计划实施2000立方米级高炉规模化喷吹氢气项目，于2020年与江苏钢铁研究总院签署技术开发合同。

2、气基竖炉富氢：主要由具备煤资源优势的地方钢企和综合实力强的钢铁集团发起

部分位处富煤地区的钢企已进行气基还原工厂建厂或前期准备工作，比如：

山西中晋太行矿业公司 2013 年开始筹备 30 万吨焦炉煤气竖炉直接还原生产工厂，已于 2020 年 11 月底全部建成、进入到联动负荷试车阶段，其气基来源于焦炉煤气。

位于内蒙的明拓集团计划采用 Midrex 的气基竖炉技术，以合成煤气为还原气，建设年产能力 110 万吨的还原铁厂，供应下游电炉生产不锈钢产品，中国钢研新冶集团 2019 年对其该项目进行了论证，并形成了《“年产 110 万吨气基竖炉直接还原铁项目”专家论证报告》。

酒钢集团也于 2019 年 9 月成立冶金研究院，计划就煤基氢冶金进行进一步研究并申报示范项目。

辽宁华信钢铁集团于 2018 年与东北大学就筹建年产 1 万吨 DRI 和 10 万吨精品钢的煤制气-富氢 气基竖炉-电炉短流程示范工程项目签署合作协议。

除此之外，宝钢和河钢也计划推进气基竖炉富氢还原工艺，由于在煤资源优势并不显著，但集团整体资金和科研实力雄厚，在富氢工艺的路线选择上步子迈的更大：河钢集团于 2020 年 11 月与特诺恩双方签订合同，建设高科技的氢能源开发和利用工程，其中包括一座年产 60 万吨的 ENERGIRON 直接还原工厂（ENERGIRON 属于 HYL 工艺）。

河钢集团的 60 万吨直接还原工厂将使用含氢量约 70%的补充气源，吨直接还原铁仅产生 250KgCO2，将成为全球最绿色的直接还原工厂之一。

宝钢氢气炼钢的计划路线更加系统化和低碳化：

第一阶段为低碳冶金，即以高温堆制氢＋高炉富氢冶炼＋核电取代燃煤自备电站，实现低碳冶金。

第二阶段为零碳排放冶金，即以高温堆制氢＋高炉富氢冶炼＋核电＋冶金气加氢制化工原料，在第一阶段技术基础上，结合煤化工技术，将其转化为化工原料，从而实现零碳排放冶金。

第三阶段为无碳冶金，即以高温堆制氢＋纯氢还原气基竖炉炼 铁＋核电＋电炉炼钢，实现无碳炼钢、冶金行业的产业升级，摆脱对化石燃料的依赖。

目前正围绕实现第一阶段目标开展研发，同时也在开展第二、第三阶段的预研究。合作伙伴为清华大学和中核集团，于 2019 年和合作伙伴签订《核能-制氢-冶金耦合技术战略合作框架协议》，计划核电高温堆制氢，将核能技术与钢铁冶炼和煤化工工艺耦合，实现二氧化碳的超低排放，起到行业示范作用。

综合来看，目前国内钢企在氢气炼钢的实践较早，但呈现规模小、试验性强的特点，早期工业化推广高炉富氢或气基竖炉还原工艺的钢企由于体量较小，信息披露有限，所以项目投产建成后的实际效果也暂不得知。

目前八一钢铁是已披露氢气炼钢项目钢企中进度最快的上市公司，但推行规模 并不是特别大，此次项目是对 380 立方米容量的高炉进行改造，若投产后效益和减排效果比较积极，有望对整个钢铁行业起到示范效应，值得关注。

气基竖炉氢气炼钢在近日相对于高炉富氢更为活跃，但所处阶段也较为早期，除了山西晋中项目启动较早，其余项目大部分处于筹建或签署合作意向阶段，但亮点在于大型钢企如宝钢和河钢集团在氢气炼钢路线上也计划加入气基竖炉阵营，并且选择的技术路线都更为先进，规划更为全面系统，这为后续钢铁企业在低碳转型方向上起到了指引作用。

碳中和背景下的钢铁行业系列的第八部分的内容就分享到这里，明天和大家分享第九部分的内容：欧洲钢企碳排放成本对我国的启示

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