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      鋼鐵企業發展氫能產業,急不得也緩不得

      關鍵詞 氫能 , 冶金|2022-10-27 14:36:14|來源 新華網
      摘要 “以氫代碳”既是當前低碳發展、能源變革的重要方向,也是鋼鐵行業綠色低碳、高質量發展的主要出路。中國國際工程咨詢有限公司高級工程師、中國技術經濟學會環境技術經濟分會理事張建紅認為,鋼...

       “以氫代碳”既是當前低碳發展、能源變革的重要方向,也是鋼鐵行業綠色低碳、高質量發展的主要出路。中國國際工程咨詢有限公司高級工程師、中國技術經濟學會環境技術經濟分會理事張建紅認為,鋼鐵企業發展氫能產業,急不得也緩不得。

        新華財經北京10月27日電(楊麗)鋼鐵行業是我國的能源消費大戶,其二氧化碳排放量約占全國排放總量的15%?!半p碳”背景下,鋼鐵企業面臨巨大的減排壓力。氫能源作為清潔、高效、可持續的“無碳”能源,與鋼鐵企業資源、環境和持續發展的訴求不謀而合?!耙詺浯肌奔仁钱斍暗吞及l展、能源變革的重要方向,也是鋼鐵行業綠色低碳、高質量發展的主要出路。中國國際工程咨詢有限公司高級工程師、中國技術經濟學會環境技術經濟分會理事張建紅認為,鋼鐵企業發展氫能產業,急不得也緩不得。

        多項國家政策支持我國氫能產業發展

        去年,工信部印發《“十四五”工業綠色發展規劃》,明確提出鼓勵氫能等替代能源在鋼鐵、水泥、化工等行業的應用。今年3 月,國家發展改革委、能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035 年)》,提出逐步探索工業領域替代應用,不斷提升氫能利用經濟性,拓展清潔低碳氫能在化工行業替代的應用空間,開展以氫作為還原劑的氫冶金技術研發應用。今年8月,工信部等三部門聯合印發《工業領域碳達峰實施方案》,提出推動綠色低碳技術重大突破,部署工業低碳前沿技術研究,實施低碳零碳工業流程再造工程,研究實施氫冶金行動計劃;到2030年,富氫碳循環高爐冶煉、氫基豎爐直接還原鐵、碳捕集利用封存等技術取得突破應用,短流程煉鋼占比達20%以上。

        全球鋼鐵企業紛紛布局氫能產業發展

        在全球低碳綠色發展的背景下,氫能作為一種清潔、高效、靈活的能源載體,激勵著全球鋼企積極開展氫能研究和應用。在政策和市場的雙重驅動下,全球越來越多的企業開始布局氫能產業。相比傳統碳冶金,氫冶金以氫氣為燃料和還原劑,可以大幅降低煉鐵過程中的碳排放量,甚至從源頭上解決碳排放的問題。

        國際方面,多家鋼鐵企業對氫冶金進行了深度布局,如安賽樂米塔爾、瑞典鋼鐵公司(SSAB)、迪林根-薩爾鋼鐵公司、薩爾茨吉特、蒂森克虜伯、GFG聯盟、奧鋼聯及普銳特等均開展了氫冶金研究和實踐。值得一提的是,由瑞典鋼鐵公司、瑞典鐵礦石生產商LKAB和大瀑布電力公司合作進行的無化石燃料的鋼鐵生產研發項目——HYBRIT項目計劃用可再生電力生產氫,如果進展順利,可能在2035年實現工業化。此外,日本的“COURSE50”低碳煉鐵項目基本達到二氧化碳減排10%的目標。

        國內方面,在國家相關政策的鼓勵引導下,鋼鐵企業通過氫冶金、下游氫能車輛推廣、加氫網絡建設等多元化路徑來布局氫能產業。去年以來,中國寶武、河鋼、鞍鋼、包鋼、晉城鋼鐵、太鋼、建龍、泰山鋼鐵、榮程鋼鐵、武漢鋼鐵等鋼企均取得顯著進展。值得一提的是,鞍鋼集團氫冶金項目是全球首套綠氫零碳流化床高效煉鐵新技術示范項目,具有完全自主知識產權,有望實現低碳冶金新技術路線的突破,或將引領鋼鐵工業綠色低碳轉型發展。

        我國鋼鐵企業布局氫冶金主要受兩大因素制約

        為實現“雙碳”目標,我國鋼鐵企業積極參與研究和開發氫冶金技術,相繼有企業已經建成或即將建設氫冶金示范工程,但氫冶金工藝目前在國內仍未實現大規模應用,無論在理論還是實踐方面都還處于起步階段,目前主要存在兩大制約因素。

        一是技術尚不成熟。國內外已有試驗經驗表明,全氫直接還原技術存在客觀障礙,也存在技術和經濟上的挑戰,暫無法實現。氫冶金技術方面,需要攻克在更大容積的豎爐中開展全氫還原技術,才能實現規?;?、高效率的生產。

        二是氫冶金的成本高。目前,我國大多數高爐的燃料比在530-540公斤/噸,按單位燃料價1.8元/公斤,則傳統高爐的燃料成本在954-972元/噸。據測算,焦爐煤氣制氫的綜合成本在9-15元/公斤。那么,全氫氣煉鐵的燃料成本約1400元/噸,氫冶金的成本遠高于傳統的高爐-轉爐長流程工藝。

        專家建議鋼鐵企業發展氫能產業“急不得也緩不得”

        目前,我國氫能行業和供應鏈發展仍處于起步階段,達到行業成熟期仍有較長的路要走。根據中國氫能聯盟的預測,2020年以后中國氫能需求將持續增加,尤其是2030年以后,為達成“雙碳”目標,氫能需求量將大增。到2060年,中國氫能年需求將超過1.3億噸。

        針對鋼鐵領域,今年2月,工信部、國家發展改革委、生態環境部聯合發布《關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見》,提出將制定氫冶金行動方案,加快推進低碳冶煉技術研發應用。到2025年,鋼鐵行業研發投入強度力爭達到1.5%,氫冶金、低碳冶金、潔凈鋼冶煉等先進工藝技術取得突破進展。

        張建紅認為,我國鋼鐵企業發展氫能產業“急不得也緩不得”?!凹辈坏谩笔侵覆患庇谕顿Y,尤其是在技術尚不成熟的氫冶金賽道,鋼鐵企業要結合自身資源稟賦條件和技術優勢,加大研發投入,蓄勢待發,不急于投資建設。當前,無論技術成熟度還是經濟可行性,國內還不具備大規模發展氣基豎爐的條件,短期內國內仍以長流程為主,高爐富氫碳循環技術是國內鋼廠減少碳排放的可行方案,預計2030年左右,可能會迎來高爐富氫碳循環技術改造的高峰期;對具備電力、煤炭資源優勢的企業可先行先試開發氣基豎爐工藝,為今后國內大規模推廣積累技術、人才等經驗。未來,隨著可用廢鋼增加、電弧爐占比提升、綠電和綠氫成本更有優勢,全氫冶金將迎來較大的發展空間。

        “緩不得”是指要加快加大氫能重卡的規?;瘧?。據了解,鋼鐵物流污染物排放占據鋼鐵產業鏈約30%的污染物排放總量,綠色運輸成為鋼鐵行業實現低碳減排目標的重點。鋼鐵企業物流量大,每個鋼廠都有大量汽油車和柴油車,而柴油車對環境的影響是長期存在的突出問題。據統計,柴油貨車保有量雖然只占全國汽車總量的7.9%,但其一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物、顆粒物的排放量卻分別占汽車排放總量的10%、18.8%、60%、84.6%以上。此外,鋼鐵企業物流還分布在港口、碼頭、工業園區等區域,如曹妃甸港、黃驊港、連云港、張家港、青島港(601298)都是重化工聚集地區,重型柴油車密集。用氫能重卡逐漸替代傳統的燃油重卡已經逐漸成為鋼鐵行業共識,因此鋼鐵企業應不斷加大氫能重卡的投運,加快布局加氫站網絡,為我國鋼鐵行業和區域經濟社會綠色低碳發展作出應有的貢獻。

       

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