“‘氫冶金’是推動鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的前沿性技術,氫能標準化將推動氫冶金工藝技術的不斷創(chuàng)新。”河鋼集團黨委書記、董事長于勇在接受科技日報記者采訪時說。
為將清潔的氫能引入冶金行業(yè),引領我國氫冶金工藝高質量發(fā)展、氫冶金技術標準化和鋼鐵行業(yè)綠色轉型,9月2日,在河北崇禮舉辦了首屆世界氫冶金技術交流大會,并成立了氫冶金標準聯(lián)合工作組。
會上,國內外氫冶金領域院士、專家、行業(yè)組織和企業(yè)代表,圍繞如何推動鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展、引導和規(guī)范鋼鐵行業(yè)氫冶金領域標準化工作,以及如何開展氫能及氫冶金技術研究、工程項目應用等內容進行了深入研討。
冶金工業(yè)信息標準研究院黨委書記、院長張龍強介紹說,“氫冶金”是氫能在鋼鐵領域的重要應用,是促進鋼鐵工業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要技術方向。
為將鋼鐵行業(yè)綜合優(yōu)勢轉化為低碳發(fā)展的技術優(yōu)勢,河鋼集團把氫能開發(fā)利用作為重點發(fā)展方向,推進了低碳冶金技術的革命性創(chuàng)新與突破。
據(jù)介紹,早在2019年11月,河鋼集團與意大利特諾恩公司達成戰(zhàn)略合作意向,以旗下子公司河北張宣高科科技有限公司(以下簡稱“張宣科技”)為承載平臺,實施全球首例120萬噸氫冶金示范工程。
2021年5月,河鋼集團啟動了氫能源開發(fā)和利用工程示范項目。“這是我國首次采用焦爐煤氣‘自重整’制氫方式生產高品質直接還原鐵。”張宣科技氫冶金公司經理路鵬介紹說。
今年3月,河鋼集團成立“氫能技術研發(fā)及產業(yè)化示范”課題組,張宣科技承擔了多項關鍵技術研究及示范工程,在連續(xù)攻關中取得多項新突破。
“我們前期利用焦爐煤氣做還原氣,使用富氫氣體直接還原鐵。后期利用風能、太陽能等可再生能源來電解水制氫做還原氣,實現(xiàn)了非化石能源冶煉。”路鵬介紹。
在氫能產業(yè)化利用上,張宣科技開展了多項氫冶金關鍵技術攻關。“我們突破了氫冶金豎爐球團制備及其冶金性能、氫氣氣基豎爐還原工藝技術及裝備等全流程氫冶金技術瓶頸,實現(xiàn)了氫冶金氣基豎爐工藝中二氧化碳的捕捉、分離與高效回收利用。”路鵬表示。
冶金行業(yè)是碳排放大戶,占全國碳排放總量的近20%。如何通過工藝改造實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)指數(shù)級減碳變化?富氫還原是減少碳足跡的有效舉措之一,長流程變短流程是其中的關鍵環(huán)節(jié)。
“在焦爐煤氣中,除了含有55%至65%的氫氣成分可以直接利用外,含有大約15%的甲烷最終在反應豎爐內被轉化為一氧化碳和氫氣。”張宣科技氫冶金公司作業(yè)長呂志敏介紹。
呂志敏還表示,“高爐+轉爐”是傳統(tǒng)的長流程工藝,而“氫氣直接還原豎爐+電爐煉鋼”是短流程生產新工藝,它將實現(xiàn)二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、煙粉塵排放分別減少約70%、30%、70%、80%以上。這與同等規(guī)模的傳統(tǒng)的“碳冶金”相比,“氫冶金”每年可以減少二氧化碳排放大約160萬噸。
氫能作為還原劑,不僅為我國冶金行業(yè)減少了碳排放,實現(xiàn)了從長流程向短流程的過渡,還為解決原料和廢鋼問題探索出新方案。
據(jù)了解,長流程噸鋼排碳在2噸左右,短流程噸鋼排碳在0.5噸左右。“長變短”工藝可以直接減少碳排放75%左右,還可以替代75%至80%的廢鋼。
從焦爐煤氣制氫到氫能重卡應用,再到籌建氫能源開發(fā)和利用示范工程,河鋼集團不斷探索鋼鐵行業(yè)氫能綜合利用新模式。
如今,“氫冶金”已成為河鋼集團轉型綠色低碳發(fā)展的關鍵技術,并以此引領鋼鐵行業(yè)邁入“以氫代煤”冶煉“綠鋼”的時代。
“未來,河鋼還要依靠科學技術,加大氫冶金關鍵、核心技術的創(chuàng)新突破,爭做氫冶金和減碳行動的引領者和踐行者,為世界鋼鐵工業(yè)低碳綠色發(fā)展提供‘中國方案’。”于勇說。
原標題:我國迎來氫能冶金時代