近日,钢铁行业低碳发展与氢冶金应用技术高峰论坛在北京举行。与会的学者、钢铁行业专家和企业代表认为,钢铁行业的低碳发展想要长期且稳定的发展必须通过技术,而氢冶金已经成为钢铁龙头企业的制高点。
引领全球绿色低碳发展和应对气候变化是钢铁产业的重要使命。过去30年来,通过提高能源效率和推广新的回收工艺和技术的应用,全球钢铁行业每吨钢铁的综合能耗降低了50%。目前,全球钢铁行业约占全球“能源消耗”的8%,占全球碳排放的7%。
“随着‘碳达峰、碳中和’成为全球产业发展的主调,传统的钢铁产业发展模式已经无法满足低碳发展的需要,必须进行深入改革。”世界钢铁协会主席、河钢集团董事长余勇表示,要从材料技术创新、工艺结构、能源结构等方面解决钢铁行业绿色低碳发展瓶颈。
余勇表示,氢能是21世纪最具发展潜力的清洁能源。未来,氢能的应用要实现完全的低碳和零排放,就必须在能源结构和工艺结构方面创新。氢冶金技术的应用,将会带领传统的钢铁冶金技术走上新的道路,使钢铁生产真正的脱离对化石能源的依赖,从实地出发解决碳排放问题。
“最大限度地研究和开发低碳冶金技术已经成为世界钢铁行业公认的重要发展方向。”中国钢铁工业协会党委书记、执行主席何文波表示,21世纪以来,各国钢铁企业都在不懈努力,坚持投资新项目。韩国的CoolStar项目、日本的Tense50低碳炼钢项目以及欧盟钢铁技术委员会的ULCOS项目都以减少碳排放为目标。
作为世界上最大的钢铁生产国,中国面临着迫切而艰巨的低碳发展任务。2020年,我国粗钢产量达到10.53亿吨,占全球粗钢产业的一半以上。钢铁行业也是制造业的一个主要碳排放行业,二氧化碳排放量约占中国总排放量的15%。
在中国承诺“努力达到二氧化碳排放的峰值在2030年之前,努力在2060年之前实现碳中和”,传统的基于碳冶金冶炼流程已经不能适应未来的发展趋势,和钢铁行业的发展正面临着巨大的挑战。北京科技大学(University of Science and Technology)校长杨仁树呼吁,中国钢铁行业要“在危机中培育新机器,在变革中创业”。
近年以来,我国行业龙头企业陆续发布了争对碳减排目标和时间表。
作为全球最大的综合服务提供商和钢铁材料制造之一,河钢集团于2021年3月发布了“低碳绿色发展行动计划”;2021年发布了低碳冶金路线图;2022年实现碳峰值;2025年将碳排放量在峰值水平上还要减少10%以上;2030年将碳排放量从峰值水平上减少30%以上;到2050年实现碳中和。在此指导下,河钢集团正通过推进全流程碳减排、提供绿色低碳钢材料、构建多元能源结构体系等六种途径,加快低碳转型。
2021年5月,河钢集团在河北张家口启动“世界首个富氢气体直接还原示范工程”建设,从改变能源结构出发,实现钢铁冶金工艺成功转型的目的。根据中国保武的相关计划,低碳冶金路线图将于2021年发布,到2025年工艺技术将能够减少30%的碳。氢基竖炉直接还原工艺的开发和应用,生产海绵铁炼钢供电炉。氢冶金的重点在于扩大短流程低碳钢冶炼能力,大幅降低吨钢二氧化碳排放。中国保武中研院教务长高级工程师徐万仁在介绍保武氢冶金技术路线时说。
据悉,今年第三季度,中国宝武将在湛江钢铁有限公司开工建设(一期)百万吨级氢基竖炉直接还原示范项目及配套设施,具备全氢工艺试验条件,并可灵活使用不同比例的焦炉煤气、天然气和氢气。湛江二期计划再建设一套百万吨级加氢竖炉项目。可再生能源——通过高效的水力发电解决方案生产的绿氢将在未来逐步使用,目标是使用80%到90%的氢。
当前,中国钢铁行业正在寻求低碳转型,加快重大技术开发和储存。不仅龙头企业积极发挥主导作用,酒钢、日照钢铁、首钢、建龙等钢铁企业也纷纷建立了低碳冶金示范项目;各大名校也一一建立起科学研究中心、技术研究院等。北京科技大学与河钢集团联合启动了世界钢铁发展研究院,各行各业的力量正在集聚一堂。“中国钢铁能否站在世界低碳冶金技术的前沿,对中国钢铁要走强、走在世界前列至关重要。”他强调,创新并不容易,但也没有选择。
不用说,钢铁行业的低碳技术研发之路是充满艰辛的。本次会议重点关注的对象包括低烃冶金、储能技术、CCUS技术等等零碳技术,具有研发投入大、周期长、风险高的特点。从国外项目实践来看,产业合作具有风险共担、收益共担的特点。
与会专家认为,有实力的企业应该选择以低碳、零碳为发展目标。同时,要在低碳钢领域寻求突破性、历史性的改革,全球钢铁业的合作是不可或缺的。