近中期依托結構調整 遠期依賴技術革新
“當前，關于鋼鐵行業未來發展路徑的研究有很多，但鋼鐵行業要真正實現碳達峰碳中和，必須通過能源結構創新、工藝結構創新和技術創新來實現。”河鋼集團黨委書記、董事長于勇認為。
世界鋼鐵協會北京代表處首席代表鐘紹良認為，鋼鐵工業有六大減碳途徑，短期減碳空間有限，遠期深度減碳依賴于能源和技術革新。
記者梳理上述四家大型鋼鐵企業減碳路徑發現，雖然各自側重點有所差異，但發展方向基本相同，可以分為近期、中期、遠期三個階段，近期側重能效提升；中期側重結構調整；遠期則側重技術突破，主要包括氫冶金、CCUS等。
“能效提升主要是從原料質量、能源效率、工藝收得率以及工藝和設備的可靠性方面入手提升現有設備和技術的能源效率。” 鐘紹良說。
據了解，結構調整主要涉及流程、資源和能源結構幾方面。以流程調整為例，我國高爐-轉爐長流程粗鋼產量約占全國鋼鐵產量的90%，極度依賴煤和焦炭，生產1噸鋼約產生2噸二氧化碳，而廢鋼-電爐短流程主要依賴電能和新能源，噸鋼碳排放遠低于長流程。
“2050年全球廢鋼供應量預計將從目前的7億噸增加到11.5億噸左右，2050年傳統高爐-轉爐流程比重預計從2019年的70%降低到30%。” 鐘紹良說。
氫冶金是未來重要技術路徑
“氫能將在全球脫碳進程中發揮重要作用，綠氫成為全球部署新重點。” 全國氫能標準化技術委員會主任委員馬林聰介紹，我國已發布氫能產業發展中長期規劃，氫能產業加速發展。
東北大學冶金學院教授儲滿生認為，在我國能源轉型中，氫能扮演“高效低碳的二次能源、靈活智慧的能源載體、綠色清潔的工業原料”等多重角色。綠色氫能被認為是無碳經濟的關鍵之鑰，氫冶金被認為是鋼鐵產業低碳綠色轉型的重要技術路徑。
所謂“氫冶金”，就是采用“氫”部分或完全取代“碳”作為鐵礦石的還原劑和過程燃料，實現鐵礦石脫氧過程的技術。以氫代碳，反應的“碳排放”隨之被“水排放”替代。
業內普遍認為，“氫冶金”主要有兩大技術路線，一是高爐富氫冶煉工藝，二是全氫直接還原工藝。富氫冶煉是現階段從“碳冶金”到“氫冶金”的重要過渡和重要突破口，全氫直接還原則符合短流程需求，是鋼鐵脫碳從快速發展到成熟的重要路徑。
“現階段我國鋼鐵行業仍以高爐工藝為主，不宜規模化置換。此外，氫冶金發展還存在不確定性，我國鋼鐵企業目前不宜盲目跟從國外低碳發展路線，應立足實際，不斷夯實研究基礎，探索全產業鏈協同降碳的最優路線，有條件的企業可適度開展氫冶金小規模工業化。”張龍強認為，2040年前后，即最新置換建成和擬建的高爐一代爐役結束之際，我國氫冶金將具備規模化發展條件，氫基直接還原+電爐冶煉將逐步發展為主流工藝路線，占比或將達到60%以上。
“產業界對氫冶金技術需求迫切，而學術研究相對滯后，全氫冶煉研發基礎薄弱。歐盟、日本、韓國等先進產鋼國氫冶金技術和項目起步早，規劃系統。中國氫冶金處于探索起步階段，存在差距，需加快自主知識產權的氫冶金新工藝研發，實現核心技術、關鍵裝備、標準體系、研發平臺和人才隊伍的全面超越。” 儲滿生說。
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