钢铁是动力耗损总量高、碳排放量大的行业，在严酷的资本和环保碳排放政策束缚下，面对着庞大的环保压力和降碳压力。为下降钢铁出产进程中的二氧化碳排放，钢铁企业主动展开氢冶金手艺途径研讨，但愿经由过程“以氢代碳”，完成绿色低碳成长。停止今朝，钢铁行业针对氢冶金研讨开端构成氢基竖炉间接复原炼铁手艺、氢基流化床间接复原炼铁手艺、高炉富氢冶炼手艺和富氢熔融复原炼铁手艺等四大手艺途径。

　　从国际外钢铁企业理论来看，接纳氢基竖炉间接复原炼铁手艺的名目有瑞典HYBRIT名目、安赛乐米塔尔纯氢冶炼手艺、德国蒂森克虏伯氢炼铁手艺、日本COURSE50名目，和我国的中晋太行间接复原铁名目、中国宝武湛江钢铁氢基竖炉名目和河钢氢冶金名目。接纳氢基流化床间接复原炼铁手艺的有鲁奇公司Circored流化床间接复原名目和我国的鞍钢氢冶金名目，接纳高炉富氢冶炼手艺的有德国蒂森克虏伯、迪林根—萨尔钢两家企业，和我国的晋南钢铁和中国宝武宝钢股分，接纳富氢熔融复原炼铁手艺的有建龙团体CISP富氢熔融复原名目。从以上国际外企业的氢冶金名目所接纳的手艺途径停止阐发，氢冶金支流手艺途径为高炉富氢冶炼和氢基竖炉间接复原炼铁手艺，并且氢能来历根基以焦炉煤气为主。

　　对行业内研讨较多的氢基间接复原炼铁手艺和高炉富氢冶炼手艺减碳潜力停止阐发。按照焦炉煤气制间接复原铁、全绿电绿氢制间接复原铁和惯例高炉炼铁3种工艺流程，别离挑选3种工艺流程最靠近现实情况的动力资本耗损停止阐发，测算碳排放，获得以下成果：“即全绿电绿氢制间接复原铁碳排放最低，比惯例高炉炼铁碳排放低约78%，即每吨铁可减排1.235吨二氧化碳；其次为焦炉煤气制间接复原铁，比惯例高炉炼铁碳排放低约44%，即每吨铁可减排0.696吨二氧化碳。

　　对高炉富氢冶炼手艺，在无炉顶气轮回操纵前提下，高炉经由过程喷吹富氢复原气完成碳减排的潜力遭到限定，普通以为高炉富氢复原的碳减排幅度可以或许到达10%~20%。中国宝武开辟的富氢碳轮回高炉手艺，经由过程富氢、富氧和炉顶煤气轮回等办法，降碳方针为30%。

　　氢基间接复原请求铁精粉档次到达68%以上，脉石含量低于4%，而我国铁矿石因此低档次磁铁矿为主，高档次铁矿资本匮乏，难以撑持我国大范围展开间接复原铁出产。

　　我国制氢范围固然较大，但大局部均接纳化石动力制氢，用于出产分解氨、甲醇等产物，可用于氢冶金的氢能资本较少。钢铁企业只要配套扶植焦化名目或周边地域有焦化企业，本领有成长氢冶金的根本。操纵绿电—电解水制氢工艺，氢气本钱是焦炉煤气制氢和天然气制氢的2倍~3倍，用氢本钱较高，难以和高炉—转炉长流程在本钱上停止合作。

　　全氢间接复原炼铁手艺是对现有高炉—转炉工艺的改革，在手艺研发上具备较多关头题目须要处理。一是氢复原为强吸热反映，将影响到反映器内温度场散布，而反映温度的变更将影响氢气操纵效力。二是遵照现有气基竖炉工艺或流化床工艺，氢复原反映器内热量均依托低温复原气的物理寒带入，处理热量缺乏题目将是将来研发重点。三是经由过程进步复原气温度和增添复原气流量来补充热量，将影响到氢气在竖炉中的流速，进一步影响氢气复原率及操纵效力，同时对气体加热炉设备、反映器的耐低温、耐高压、防泄露、耐氢蚀性等带来庞大挑衅。四是全氢复原无渗碳前提，不含碳的间接复原铁熔点高、极易再氧化、自燃，难以宁静贮存和运输。

　　其四，可再生动力制绿氢与冶金流程耦合难度大。

　　冶金财产是一种流程制作体系，出产基地由多个不可拆分的化工、冶金反映器构成，反映器内部低温、高压，伴有持续停止的多相物资彼此转化的化学反映，对体系的靠得住性请求很高，必须持久持续不变运转。而可再生动力受制于风或光等内部天然前提变更，动摇性较大，若何经由过程操纵电网、储能、储氢等多种体例完成绿氢的不变供给，是氢能与钢铁财产间彼此耦合要处理的困难。

　　其一，氢冶金是钢铁财产远期完成碳中和的主要途径。国度和行业应加速制定钢铁行业氢能财产专项计划和氢冶金成长计划，明白氢冶金成长思绪、手艺线路图及配套鼓动勉励性政策，撑持低碳冶金园区、氢冶金树模名目扶植。

　　其二，充实阐扬绿色低碳类投资基金和环球低碳冶金立异同盟感化。集行业之力展开氢冶金手艺的研发与工程化树模，防止手艺研发的反复投入和资本华侈。加大高效、低本钱选矿手艺研发力度，冲破成长间接复原炼铁的质料端关键限定。

　　其三，以《氢能财产成长中持久计划（2021年-2035年）》为引领，加强迫氢、储运手艺研发和财产化，构成较为完整的氢能财产手艺立异体系、洁净动力制氢及供给体系，撑持氢能在冶金行业的利用。

　　其四，钢铁企业展开氢冶金树模名目扶植，应构造专业手艺职员深切总结国际外氢冶金工程树模经历，展开相干手艺设备调研、市场阐发、手艺经济性评价、氢能资本评价等后期筹办任务，躲避投资危险和手艺危险。（员晓 彭锋 李晓 白永强 张丽娜）