一个是传统产业,一个是新兴产业。钢铁与氢能的结合,会产生怎样的火花?
近年来,国内钢铁企业在氢能领域展开了深入布局。他们利用自身丰富的氢资源,与合作伙伴共同构建加氢网络;他们还有一个应用市场,为氢燃料电池汽车的运营和推广打造运营管理平台,开创汽车与加氢站协同发展的新模式。以宝武集团、河钢集团、泰钢集团为典型代表。
此外,“氢气炼钢”被认为是钢铁行业减排的最佳途径之一。近年来,钢铁企业借助氢能产业的发展,完成钢铁行业的技术改造和业务拓展,赶超国际先进冶金水平,减少钢铁行业的碳排放。
氢能与钢铁行业的合作是双赢的结果:氢能帮助钢铁企业节能减排、拓展业务、完成转型;钢铁企业为氢能提供更多实际应用。氢能与钢铁将形成相辅相成的产业组合。
本文梳理了中国宝武、河钢、泰钢、荣程钢铁、中国钢研、建龙集团、日照钢铁集团、马钢集团、酒泉钢铁集团、晋城钢铁等10大钢铁集团的氢能领域的布局:
以氢能重卡为抓手,全面推进氢能业务发展
在“以奖代补”的政策支持下,氢能重卡迎来重大发展机遇,率先投产氢能重卡的是钢铁企业。
今年7月,河钢集团氢能重卡全国首发仪式在河钢唐钢新区举行,首批30辆49吨氢能重卡投产。河钢集团将副产氢与氢能重卡应用场景和商业示范有效结合。
河钢集团氢能布局历史悠久。2019年起,河钢集团与中国工程院战略咨询中心、中国钢研集团、东北大学联合成立“氢能技术与产业创新中心”,加强氢能应用研究与转化科技成果,先后实现了全国首个固定式加氢母站和全国首台49吨氢能重卡投入使用。据悉,未来河钢集团将把氢能技术研发与合作作为进军氢能产业的重要支撑,形成具有氢冶金、制氢、储氢、加氢、氢技术输出的能力及氢相关设备制造。
中国钢研党委书记、董事长张少明出席河钢集团氢能重卡首发仪式。他表示,氢能产业作为国家战略性新兴产业,正迎来政策利好发展机遇。未来中国钢研希望与河钢集团一道,继续大力推进氢能领域的技术发展,逐步实现产业化落地,切实解决“卡脖子”关键技术和关键材料。问题是推动氢能在钢铁冶金和综合交通领域的示范应用,逐步实现轻卡和重卡在氢燃料电池方面的示范应用。
今年6月在国家会展中心(天津)举办的首届展会上,天津氢能产业示范区向客户荣程钢铁交付了31吨燃料电池自卸车和49吨燃料电池牵引车。这也是天津首批进行商业示范运营的燃料电池重卡。
荣程钢铁集团总部位于天津经济技术开发区,是一家以钢铁为主业,涉及国际贸易、园林绿化、矿业投资与扩建、煤化工、综合利用等领域的民营企业。由于钢铁行业本身有矿石、煤炭、焦炭、钢铁等货物的运输需求,同时在焦化过程中会产生大量的富氢气体,氢燃料汽车可以通过纯化,所以荣程钢铁联合合作伙伴,形成了制、储、运、加、用五合一氢能应用场景。
今年5月,山东省最大的加氢站——山东泰山钢铁集团的加氢母站在山东省济南市莱芜区投入运营。这是山东省今年4月启动“氢进万家”技术示范工程以来实施的第一个子项目。目前,泰山钢铁集团正在积极开展氢能重卡的示范应用。首批10台氢能源重卡牵引车已投产。下一步是将300多辆汽车投入运营,以及加氢、氢气使用、燃料电池使用的全过程。跟踪分析为氢能应用于物流运输行业实现低碳排放提供数据支持。
除河钢集团、泰钢集团、荣程钢铁外,中国宝武及其子公司宝武清能、马钢集团也是对氢能部署持积极态度的钢铁企业。
2020年12月,中国宝武首批60辆氢能重卡交付并正式投产。这是全球首个一次性批量投资最大的氢能重卡商业运营。为确保项目的实施,中国宝武集团旗下宝武清能在宝钢股份宝山基地厂房建设了日加氢能力超过500公斤的加氢站,为示范车供氢提供全流程服务。积累操作安全性、耐久性、氢耗等第一手数据;同时,对氢能重卡在生产、使用、回收、制氢、运输、加氢的全过程进行跟踪定量分析,研究氢能重卡的全生命周期碳足迹。
事实上,宝武清能在氢能领域的布局远不止于此。宝武清能自2019年成立以来,依托中国宝武在氢能源资源禀赋、生态伙伴、制造应用场景等方面的优势,先后与中石油、林德、申龙客车、上海大众等企业展开合作,建立合作伙伴关系,与国家相关机构建立氢能应用与储氢联合研究实验室,共同推进氢能产业生态圈建设。
宝武清能还着力发展低成本氢能生产、氢能产业园示范和氢能冶金、加氢站布局、重载物流、氢能汽车通勤等氢能应用场景,形成支持氢能产业基金。“高效低成本制氢、丰富多样的氢气用途、专业化的平台化氢气投资”三大核心能力
中国宝武控股旗下的马钢集团,也是较早布局氢能的钢铁企业。早在2019年2月就成立了马鞍山晨马氢能源科技有限公司。2019年12月,晨马氢能投资约1.8亿的6000Nm3/h焦炉煤气提氢项目正式开工。
综合来看,以氢能重卡为抓手,全面发展氢能产业,不仅有助于钢铁企业实现清洁运输的绿色转型升级。
开启氢能冶金时代
作为能源,氢在交通领域的应用方兴未艾。但氢的作用还不止于此。作为优良的还原剂和优质能源,可用于钢铁相关行业。中国工程院院士干勇表示,氢冶金就是用氢代替碳还原生成水,不仅不排放,而且反应速度极快。氢冶金是实现低碳和接近零排放的终极冶金技术。
早在2006年,中国科技部就批准了氢冶金计划和项目,但由于氢的成本和工艺问题,没有继续跟进。近两年,国际钢铁巨头在氢冶金领域取得显著成就的带动下,河钢集团、中国宝武、酒钢等企业启动氢冶金项目,成立氢能研究中心,加快绿色钢铁步伐.
2019年底,河钢宣布计划建设年产能约120万吨的氢冶金示范项目。对于占全球粗钢产量和二氧化碳排放量一半以上的中国来说,这是钢铁行业在脱碳减排道路上迈出的历史性一步。2020年11月,意大利钢铁制造商特诺恩与河钢集团签订合同,建设氢能开发利用项目,其中包括一座年产60万吨的ENERGIRON直接还原装置。
今年3月,河钢与澳大利亚矿业公司必和必拓签署了合同。根据合作谅解备忘录:必和必拓计划在未来三年内投资1500万美元,与河钢联合研究和探索温室气体减排技术和路径。双方将围绕钢铁行业温室气体减排,以氢直接还原铁技术、钢渣加工回收技术、提高铁矿石块矿利用率等三大重点领域展开合作。 .
中国宝武也在积极布局氢冶金。2019年1月,公司与中核集团、清华大学签署战略合作协议,三方在核氢生产和氢冶金领域进行战略布局合作。
2019年9月,位于西北地区的中型企业酒泉钢铁集团成立氢冶金研究所,探索“煤基氢冶金理论”。经实验室验证,酒泉钢铁将全面建设示范基地。
以上三家公司均为国有企业。作为中国第五大钢铁企业,民营钢铁企业建龙集团在氢冶金技术发展上也迈出了关键的第一步。2019年9月,建龙集团开工建设年产30万吨氢煤混合熔炼还原法生产高纯铸铁项目。通过焦炉煤气分离得到氢气。
另一家民营企业日照钢铁集团于2020年5月上旬启动氢冶金项目,该项目计划利用氢气年产50万吨直接还原铁。氢气是从一种以天然气为原料生产醋酸乙烯酯的共生产品中提取的。
今年3月,中冶京诚与山西民营企业晋城钢铁签署了《碳达峰及减碳行动方案》战略合作协议。中冶京诚一直致力于低碳冶金领域的研究。氢能直接还原是中冶京诚技术战略布局的一部分。将结合晋钢实际,建立适合自身特点的减碳技术体系。规划合适的碳达峰和减碳路径,逐步转化为切实可行的实施方案,助力晋钢建设绿色低碳、协同高效的示范工厂。