60万吨、世界首座！氢能+炼铁厂正式签约

11月23日，世界最大的钢铁材料制造和综合服务商之一的河钢集团有限公司与全球著名的矿业冶金领域巨头意大利特诺恩集团（tenova）正式签署协议。双方携手建设具有示范意义的氢能源开发和利用工程，包括一座年产60万吨的ENERGIRON直接还原厂，并计划于2021年底投产。

据悉，这将是全球首座使用富氢气体的直接还原铁工业化生产厂，应用了特诺恩最先进、最环保和最可靠的技术、设备和冶金行为预测的数字化模型。ENERGIRON技术由特诺恩和达涅利共同开发，以实现极低的二氧化碳排放为目标，是目前最可行的高浓度氢基直接还原系统。

特诺恩希尔公司总裁兼首席执行官 Stefano Maggiolino先生表示 “这将是中国的第一座气基直接还原厂，该项目对中国钢铁行业来说也是一个重大突破。”

钢铁行业是二氧化碳排放量最高的行业之一，占全球二氧化碳排放量的7%，同时中国钢铁产业的二氧化碳排放占全球钢铁行业碳排放量的60%以上，节能减排任重道远。

现有的直接还原流程氢增幅工艺是以天然气为原料，氢含量只能达到55%-60%，为了提高工艺效能，还需要加入焦炉煤气或者纯氢。

图1：传统直接还原流程氢增幅工艺流程图

根据此前韩国产业部计算的数据，在采用传统工艺的情况下，通过提高能源效率等方法，最多可以减少3%左右的排放，但如氢还原炼铁工艺开发成功，则可以降低15%以上的二氧化碳排放。

而河钢集团的直接还原厂将使用含氢量约70%的补充气源，使每吨直接还原铁仅产生250公斤二氧化碳的指标，成为全球最绿色的直接还原厂。另一方面，产生的二氧化碳还可以进行选择性回收，并在下游工艺再利用。因此，每吨产品产生的最终净排放仅约125公斤二氧化碳。

河钢坚持可再生能源制氢

全球钢铁行业正在寻找智能化创新技术，以减少其碳足迹。因此，在炼钢全流程工艺中，氢正被用作煤的替代品。中国的钢铁工业也正在向高质量、绿色方向发展。而氢还原炼铁在钢业工业减碳技术中，属于绝对前沿的领域。

图2：日本钢铁协会减碳技术实施路线图

河钢集团是全球规模最大的钢铁企业之一。此前在2019年3月21日，河钢集团曾与中国工程院战略咨询中心、中国钢研、东北大学四方联合共建的“氢能技术与产业创新中心”，并由河钢集团主要负责氢能应用落地，着力建设制氢、加氢、材料、燃料电池汽车应用、富氢冶金等全产业链示范运行及产业化基地。

2019年11月26日，河钢集团与意大利特诺恩集团签署谅解备忘录(MOU)，商定双方在氢冶金技术方面开展深入合作，利用世界最先进的制氢和氢还原技术，并联手中冶京诚共同研发、建设全球首例120万吨规模的氢冶金示范工程。

但落实到实践上，氢能冶金显然还有不少难题需要克服，氢气的成本就是一个不可不免的问题。

日本钢铁协会估算生产1吨生铁需要601标准立方米氢气，补偿吸热反应需要67标准立方米氢气，加热融化到1600摄氏度需要85标准立方米氢气，共计需要753标准立方米氢气，按照75%的热效率计算，产生1吨生铁需要的氢气量为1000标准立方米。到2100年，全球氢气需求量为1.2万亿标准立方米/年。

在对氢气的大量需求上，河钢集团显然也作出了充分的准备。2019年年底河钢第一座加氢示范站，35/70MPa加氢示范站（邯郸）项目开建，这意味着河钢氢能产业化应用进入实质性操作阶段。同时，河钢也在可再生能源与焦炉尾气制氢等关键技术上与特诺恩开展合作，力图打造世界上第一条氢冶金示范工程生产线，践行双方在引领钢铁技术革命和绿色发展方面的责任与担当。

数据显示，截至2019年，河钢在全球拥有员工近12.7万人，其中海外员工1.3万人，实现年营业收入3547亿元，总资产达4621亿元。连续12年位列世界企业500强，2020年居第218位， 在2020年“中国企业500强”、“中国制造业企业500强”、“中国跨国公司100大”排行榜中分别位列第59位、第18位和第35位。

特诺恩是一个世界知名的工业炉品牌，拥有近百年的历史，是世界最大的工业炉制造商之一。特诺恩的工业炉产品在钢铁、有色金属、机械、汽车、轻工等行业得到广泛应用。早在上世纪六十年代，特诺恩的工业炉设备就已进入中国市场。