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2023
08 / 14

钢铁行业深度脱碳,氢冶金技术未来无限

发布 / 沃特节能
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“减污降碳”是钢铁行业高质量发展、落实生态文明理念的必然选择。但是,前主流的长流程钢铁冶炼工艺是以煤炭作为主要能源,生产过程中必然产生大量的二氧化碳。基于当前传统工艺技术的创新改进难以实现深度脱碳。而氢冶金作为“绿色钢铁”最为可行的路径,将对钢铁行业深度脱碳乃至“净零碳”起到极其重要的作用。


近日,自然资源保护协会(NRDC)举办了“面向碳中和的氢冶金战略研究”项目成果发布会。会议发布《面向碳中和的氢冶金战略研究》报告,提出了从现阶段到2060年我国氢冶金发展的路线图和相关政策建议。

报告介绍,氢冶金技术主要包括高炉富氢冶炼技术和氢基直接还原技术。其中,高炉富氢冶炼由于改造成本较低、富氢气体易获取,可操作性强,被认为是现阶段从碳冶金过渡到氢冶金的桥梁,其潜在碳减排幅度为10%~30%。从中长期来看,氢基直接还原工艺是最具发展潜力的低碳冶金技术之一。

报告预计,氢基直接还原技术有望在2040年后大规模推广,先决条件是“绿氢”产业链的发展,包括绿色、经济、大规模氢源的获取,氢气长距离安全储运,氢源供需的合理配置等。

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“双碳”目标下,未来钢铁制造主要工艺路线


报告在综合考虑中远期钢产量变化趋势和钢铁工业“双碳”愿景的基础上,提出我国氢冶金发展四步走建议。


到2030年,高炉富氢技术取得突破性成果,富氢高炉产能占比达15%,吨钢碳排放强度较2020年下降15%;


2030年—2040年,纯氢直接还原技术取得突破性成果,富氢高炉产能占比超60%,吨钢碳排放强度较2020年下降55%;


2040年—2050年,大力推广纯氢基直接还原技术,纯氢基竖炉+电炉短流程钢产能占比达25%,吨钢碳排放强度较2020年下降85%;


2050年—2060年,纯氢基竖炉+“绿电”电炉短流程钢产量占比达35%,富氢高炉(广泛应用碳捕获、利用与封存技术)+转炉长流程占比达15%,全废钢“绿电”电炉占比达50%,吨钢碳排放强度较2020年下降95%。

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到 2060 年各时点三种工艺路线钢产量


对于未来氢冶金技术的推广应用,报告提出了建议:首先,加大对氢冶金技术研发和示范应用的财政和税收支持力度,给予氢冶金研发和试点项目在信贷总量、利率上更多支持;其次,在钢铁行业纳入全国统一碳市场后,结合行业低碳发展目标及氢冶金等战略路径,科学合理地减少免费配额占比,使率先推进氢冶金技术的企业能够从碳交易中先获益、多获益;同时,强化顶层设计、系统谋划,构建氢能产业链和包括钢铁行业在内的产业生态圈


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