购物车
报告网网讯，在全球应对气候变化、积极推进 “碳达峰”“碳中和” 的大背景下，钢铁行业作为碳排放大户，其绿色转型迫在眉睫。氢冶金技术凭借其零碳排放的优势，成为钢铁行业实现可持续发展的关键路径，近年来备受关注。如今，国内外众多钢铁企业纷纷投身于氢冶金技术的研发与应用，该技术正逐渐从理论研究走向实践落地。了解钢铁行业氢冶金技术的发展现状，对把握 2025 年钢铁行业的发展趋势意义重大。
一、钢铁行业氢冶金技术之高炉富氢冶炼：多地探索，挑战犹存
《2024-2029年中国钢铁市场专题研究及市场前景预测评估报告》指出，高炉富氢冶炼是通过向高炉注入含氢介质，减少煤 / 焦炭使用，进而降低二氧化碳排放的工艺。这一技术已在多个国家的钢铁企业得到初步应用。
日本的 COURSE50 项目于 2008 年启动，目标是实现高炉减排二氧化碳，并分离回收高炉煤气中的二氧化碳。项目分三个阶段推进，采用改造后的高炉，用氢气和直接还原铁替代部分焦煤和铁矿。目前已取得一定成果，通过喷吹氢气和采用碳捕获与封存技术，能实现一定比例的减排量 。
德国蒂森克虏伯钢铁杜伊斯堡厂从 2019 年起实施高炉喷氢技术，在多座高炉上进行氢气利用测试，还与德国莱茵集团合作，确保稳定的氢气供应。其目标是利用水电解产生的氢气，生产气候中性钢材，预计到 2025 年前后可实现第一批氢气输入高炉。
德国迪林根 - 萨尔钢铁公司在 2020 年进行了喷吹富氢焦炉煤气的试验，为使用绿氢创造了条件。该公司计划在未来绿氢充足、成本有竞争力时，采用氢基直接还原铁 - 电炉的技术路线，并考虑在高炉中进行纯氢试验，有望在 2035 年减少 40% 的碳排放量。
中国宝武则采用核能制氢技术，探索富氢碳循环高炉冶炼技术。通过全氧鼓风，实现高炉煤气与二氧化碳的分离，将二氧化碳回收利用，使煤气中的一氧化碳和氢气重新富集成高还原势的煤气，回用于高炉还原铁矿石，达到碳循环的目的。宝武在新疆八一钢铁厂的试验取得了阶段性成果，实现了富氢冶炼和减碳目标，目前正在推进三期工业试验，目标是减碳 30% 。
不过，高炉喷氢技术也面临诸多挑战。大量喷吹氢气会导致炉内温度降低，需要对氢气进行预热，但相关技术尚待开发;同时，炉内气体渗透性降低，反应恶化，矿粉不易熔化;大型高炉还存在气体和热量均匀分布、矿石黏着和熔体流动等技术难题 。
二、钢铁行业氢冶金技术之氢基直接还原：多元发展，成果初现
氢基直接还原是利用富氢或全氢还原气，在铁矿石未达到软化温度时将其还原成固态海绵铁的工艺。根据反应器不同，主要分为氢基竖炉和氢基流化床直接还原工艺。
瑞典钢铁公司的 HYBRIT 项目、奥钢联的 H2FUTURE 项目、德国萨尔茨吉特钢铁公司的 SALCOS 直接还原技术、河钢的 ENERGIRON 直接还原厂以及宝武湛江的直接还原铁技术，都采用了氢基竖炉直接还原工艺。这些项目分别在不同国家和地区开展，通过使用氢气替代传统化石能源，减少碳排放。例如，河钢的氢冶金示范工程采用 ENERGIRON - ZR 技术，预计每年可减少碳排放 60%;宝武湛江的百万吨级氢基竖炉工程建成后，每年可减少二氧化碳排放 50 万吨以上 。
氢基流化床直接还原工艺也有多种技术在发展。如奥钢联的 FINMET 工艺，虽因操作复杂和投资高昂已停产，但它为后续技术提供了经验;普锐特的 HYFOR 技术，可使用铁精矿，减少二氧化碳排放，已在奥钢联多纳维茨钢厂建立中试厂;浦项制铁的 HyREX 工艺，采用流化床反应器，以铁矿粉为原料，具有原料供应稳定、温度控制好等优势;鞍钢的绿氢零碳流化床高效炼铁新技术示范项目也已开工，采用多项先进技术，有望实现低碳炼铁新突破 。
三、钢铁行业氢冶金技术之氢基熔融还原：新工艺崛起，潜力巨大
氢基熔融还原是在高温熔融状态下，用富氢或纯氢气体还原铁氧化物，实现渣铁分离，生产铁水的工艺。建龙集团的氢基熔融还原法 CISP 工艺在 2021 年顺利投产，设计产能 30 万吨。该工艺取消了传统高炉的烧结和焦化工序，能大幅减少二氧化硫、氮氧化物和粉尘排放，年用氢量达 1 万吨时，每年可减少 11.2 万吨二氧化碳排放量。其工艺分多个阶段，逐步向更环保的等离子氢熔融还原炼铁工艺发展，展现出良好的发展潜力。
四、钢铁行业氢冶金技术：面临挑战，未来可期
钢铁行业现状分析指出，氢冶金技术在钢铁行业的应用仍处于起步阶段，面临着一系列挑战。在技术层面，氢能产业链各环节都需要突破，如电解水制氢技术以实现绿氢大规模供应、解决氢运输过程中的 “氢脆” 问题、优化氢储存方式以降低成本和难度等。在成本方面，目前可再生能源制氢成本约为 3 美元 /kg，高于煤制氢的 1 美元 /kg，且氢储存和运输成本也较高。此外，政策支持至关重要，全球可再生能源制氢产业规模较小，基础设施和硬件投资的增加需要政府及各部门的政策推动 。
钢铁行业氢冶金技术虽面临诸多挑战，但已在高炉富氢冶炼、氢基直接还原和氢基熔融还原等方面取得了显著进展。众多国内外钢铁企业积极参与相关项目的研发和建设，部分技术已进入工业化试验或投产阶段。展望 2025 年，随着技术的不断突破、成本的逐步降低以及政策支持力度的加大，氢冶金技术有望在钢铁行业得到更广泛的应用，推动钢铁行业朝着绿色低碳方向加速转型，为实现 “碳达峰”“碳中和” 目标贡献重要力量，成为钢铁行业可持续发展的核心驱动力。
我要投稿
版权投诉
