氢能在中国钢铁工业蓄势待发

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。

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。