氢能在中国钢铁工业蓄势待发

钟绍良

北京代表处,首席代表 / 经济、原料与市场开发顾问

2020年9月16日

经常有国外的朋友问我,为减少钢铁行业对环境的影响,中国的钢铁企业做了哪些工作。

借此机会,我想概括介绍一下自2019年以来,中国钢铁企业围绕“以氢代煤”技术启动的颇具前景的研发项目。

中国国有和民营企业开展的研发项目

2019年底,中国第二大钢铁企业河钢集团宣布,计划建造一座年产能约120万吨规模的氢冶金示范性工程。对于粗钢产量和二氧化碳排放量占全球一半以上的中国,这是钢铁行业在脱碳减排路上迈出的历史性一步。

尽管目前我们并不确定这处年产能120万吨的氢冶金示范工程何时投入运行,但河钢集团已开始与意大利钢铁制造商特诺恩公司(Tenova)展开合作,为2020年破土动工做好技术准备。该项目据称是中国首个真正意义上的、最大规模的工业级氢冶金技术项目。

另外,宝武集团也开始积极布局。2019年初,宝武集团与中核集团和清华大学携手合作,共同开发“核能制氢”技术,用以代替炼钢工艺中使用的化石燃料。

2019年9月,另一家位于中国西北地区的中型企业酒泉钢铁集团,成立了氢冶金研究院,探索“煤基氢冶金理论”。经过实验室验证后,酒钢将全面建成示范基地。

以上三家企业均为国有企业,不过,作为中国第五大钢铁企业的民营钢铁企业建龙集团,也在开发氢冶金技术方面迈出了关键的第一步。 2019年9月,建龙集团启动建设年产30万吨的氢、煤混合熔融还原法生产高纯铸造生铁项目,氢将通过焦炉煤气分离获得,该项目计划在2020年10月进行首次试生产。

最新的氢冶金项目由另一家民营企业日照钢铁集团于2020年5月初启动。该项目计划将利用氢气年产50万吨直接还原铁,氢气是从以天然气为原料生产醋酸乙烯的共生产品中提取出来的。

广泛使用氢能源面临的挑战

根据一些分析师的报告显示,目前全球制氢产能约为每年7000万吨,中国占全球三分之一。

目前,中国的氢供应主要面向化工行业,少部分用于交通运输行业,例如:河钢集团首座重卡加氢示范站于2020年8月28日投入运行。

因此,中国现有的制氢产能远不能支撑钢铁行业的需求。

河钢集团首座重卡加氢示范站

除了制氢产能有限,制氢成本高也是一个挑战。按照中国目前氢能市场价格(约每吨6万元人民币或7800欧元),采用氢能炼铁工艺成本比传统高炉冶炼工艺至少高五倍以上。

因此,推进氢能源发展成为可行的解决方案,首先要解决制氢工艺水平和成本问题。这意味需要各方共同参与和资金支持。

中国碳排放交易试点系统

碳减排是中国钢铁行业目前面临的一项核心挑战。2019年,中国粗钢产量达9.96亿吨,其中大约7.8亿吨是以煤炭为主要能源从铁矿石中生产出来的,占78%,其余22%由废钢生产而来。

2011年以来,部分中国钢铁企业参与了中国政府建立的碳排放交易试点系统。 2017年12月,中国政府正式启动全国碳排放权交易体系,电力行业成为首批被纳入的行业。据报道,钢铁行业也将很快被覆盖。这将推动钢铁企业把更多资源投入到氢等低碳能源的开发上。

长期来看,前景光明

无论如何,“以氢代煤”这项技术都充满希望,也充分证明世界钢铁协会的信念:在全球范围内,通过全体钢铁人的共同努力,新的“碳中和”技术必将出现,只是具体时间尚未可知。 

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    H2 as the source of energy - could be one of the most eco-friendly alternate to fossil fuels with extensive usage across various sectors. Trade agreements should focus on such valuable objectives i.e. sustainability with cost economics. In India, institutes like SRTMI - Steel Research and Technology Mission of India should jointly drive this mandate along with ISA and inturn, ISA should closely co-ordinate with CISA. My friend, Mr Frank Zhong - really a great input. Keep it up !!!

    avatarashutosh kumar2020-9-20 3:44:13Reply