當?shù)貢r間11日，德國鋼鐵生產商蒂森克虜伯正式啟動了氫能冶金的測試。據(jù)蒂森克虜伯稱，這是全球范圍內鋼鐵公司第一次在煉鋼工藝中使用氫氣代替煤炭，以減少二氧化碳的排放。
這無疑是鋼鐵產業(yè)綠色轉型的重要時刻。蒂森克虜伯歐洲鋼鐵公司董事長普雷馬爾·德賽(Premal Desai)表示：“今天是鋼鐵行業(yè)開創(chuàng)性的一天，我們正在進行開拓性的工作。氫氣的使用是環(huán)境友好型鋼鐵生產的關鍵，今天的測試正是生產轉型的重要一步，我們的最終目標是生產綠色鋼鐵。同時，我們看到了企業(yè)和政府共同努力實現(xiàn)目標的可能性，在此，我們感謝北萊茵-威斯特法倫州為項目提供的幫助。”
在經典的高爐工藝中，生產一噸生鐵需要大約300公斤焦炭和200公斤煤粉。煤作為還原劑通過28個風口注入到高爐豎井中。在11日蒂森克虜伯的測試中，氫氣通過其中一個風口注入了9號高爐，這標志著一系列測試的開始。蒂森克虜伯鋼鐵公司計劃逐步將氫氣的使用范圍擴展到9號高爐全部的28個風口。此外，蒂森克虜伯還計劃，從2022年開始，該地區(qū)的三個高爐都將使用氫氣進行鋼鐵冶煉。此時生產過程可以減少20%的二氧化碳排放。
蒂森克虜伯表示，到2030年，由生產過程造成的二氧化碳排放和購買能源所產生的排放將減少30%;到2050年，蒂森克虜伯計劃在鋼鐵生產過程實現(xiàn)零碳排放。氫氣在這個過程中毫無疑問將承擔重要的角色。
除了蒂森克虜伯之外，國外多家鋼鐵企業(yè)開展了氫能煉鋼的實驗項目，如德國薩爾茨吉特鋼鐵公司的SALCOS項目，奧鋼聯(lián)H2FUTURE項目，瑞典SAAB的HYBRIT項目等，都旨在利用氫氣代替煤炭作為還原劑，以減少甚至杜絕煉鋼環(huán)節(jié)的零排放。
作為二氧化碳排放大戶，氫氣進入“氫能煉鋼”已經成為鋼鐵企業(yè)理想的技術應對手段。
值得一提的是，蒂森克虜伯氫能煉鋼使用的氫氣由法液空提供。法液空、林德等為鋼鐵企業(yè)推動氫能煉鋼業(yè)務提供了氫氣服務，如在薩爾茨吉特鋼鐵公司的氫能煉鋼項目中，林德負責了氫氣運輸?shù)娜蝿铡?/p>
國內同樣重視開展“氫能煉鋼”業(yè)務
我國鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放量約占全國二氧化碳排放量的15%，占全球鋼鐵行業(yè)碳排放量的60%以上!降低二氧化碳排放一直是我國鋼鐵企業(yè)的重大任務。
根據(jù)《鋼鐵工業(yè)調整升級規(guī)劃(2016-2020年)》，要求在“十三五”期間能源消耗總量和污染物排放總量分別下降10%和15%以上。隨著環(huán)保要求日漸嚴格，鋼鐵企業(yè)的減排壓力只會越來越大。
業(yè)內一位專家表示：“除了通過基于氫氣的直接還原技術和碳捕獲與封存技術實現(xiàn)減排以外，關于減少鋼鐵生產過程中的二氧化碳排放，當前沒有更多的方式。而碳捕獲與封存技術屬于末端解決方案，并沒有從根源上解決問題。”可以認為，“氫氣煉鋼”是鋼鐵工業(yè)當前已知的最佳減排技術。
在產業(yè)發(fā)展政策上，《產業(yè)關鍵共性技術發(fā)展指南(2017年)》將氫氣豎爐直接還原清潔冶煉技術列為了重點，主要技術內容包括：
-直接還原工藝與先進節(jié)能的煤炭制氣技術;
-焦爐煤氣制氣技術;
-蓄熱式管式加熱爐技術;
-蓄熱式燃氣熔融冶煉技術等。
盡管“氫能煉鋼”已經開始受到了越來越多的關注，但國內在這方面仍處于起步階段，國內企業(yè)正為鋼鐵產業(yè)綠色發(fā)展付出持續(xù)的努力。
國內的鋼鐵企業(yè)中，目前已有有寶武集團、河鋼集團、酒鋼集團、清華大學等單位提出了相關的構想，但具體的項目方案仍有待落地。
除了“氫能煉鋼”本身的技術難度之外，氫氣的來源也成為一個阻礙。因為煉鋼需要大量的高純度、低成本氫氣，但目前氫氣成本卻一直居高不下。
針對氫氣來源問題，中核集團則提出了“核能制氫、氫能煉鋼”的思路，以水為原料, 以廢熱為能源，將核反應堆與先進制氫工藝耦合，進行大規(guī)模、低成本的氫氣制取。
“核能制氫與氫能冶金結合將成為劃時代的技術革命。”中核集團董事長余劍鋒說，經初步計算，一臺60萬千瓦高溫氣冷堆機組可滿足180萬噸鋼對氫氣、電力及部分氧氣的能量需求，每年可減排約300萬噸二氧化碳，減少能源消費約100萬噸標準煤，將有效緩解我國碳排放壓力，助力解決能源消費引起的環(huán)境問題。
氫能與鋼鐵的合作是雙贏
鋼鐵與氫能有天然聯(lián)系。鋼鐵企業(yè)即是產氫企業(yè)，也是用氫單位。正如鞍鋼副總經理王義棟說，鋼廠制備氫氣的成本非常低;對鋼廠來說，不僅可以發(fā)展氫能，還可以同時發(fā)展低碳冶金技術，降低碳排放。
氫能與鋼鐵產業(yè)的合作是雙贏的結果：氫能幫助鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排、延伸業(yè)務、完成轉型，鋼鐵企業(yè)為氫能提供了更多的落地應用，促進發(fā)展。氫能和鋼鐵是一個互相促進的產業(yè)組合。
鋼鐵行業(yè)是去產能、調結構、促轉型的重點行業(yè)，而氫能行業(yè)是處于起步階段的行業(yè)，氫能和鋼鐵的合作形成了互補，有著良好的示范效應，能夠吸引更多行業(yè)涉足氫能。氫能產業(yè)處于發(fā)展的早期，不僅需要努力發(fā)展技術，也需要向社會提供更多的想象力，才能引來更多的資金和人才，才能更好地促進產業(yè)發(fā)展。
