中巴合作共建低碳和氫冶金實驗室 未來冶金行業(yè)發(fā)展趨勢分析

• 劉明月 2023年3月1日 來源：科技日報 879 54
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中南大學(xué)教育基金會與巴西淡水河谷正式簽約，獲得來自淡水河谷捐贈的581萬美元資金支持，新建“低碳和氫冶金實驗室”。據(jù)悉，該低碳和氫冶金實驗室總建筑面積為3300平方米，主要用于開展低碳和氫冶金相關(guān)研究，包括低碳燒結(jié)和球團(tuán)

中巴合作共建低碳和氫冶金實驗室

中南大學(xué)教育基金會與巴西淡水河谷正式簽約，獲得來自淡水河谷捐贈的581萬美元資金支持，新建“低碳和氫冶金實驗室”。據(jù)悉，該低碳和氫冶金實驗室總建筑面積為3300平方米，主要用于開展低碳和氫冶金相關(guān)研究，包括低碳燒結(jié)和球團(tuán)、高效煉鐵以及氫氣利用等方面的研究。該實驗室預(yù)計今年下半年投入使用，并向采礦和鋼鐵行業(yè)科研人員開放。未來，該實驗室有望有力地推動低碳和氫冶金領(lǐng)域研究，并成為該研究領(lǐng)域的重要樞紐和人才高地，助力我國鋼鐵行業(yè)加速脫碳和綠色轉(zhuǎn)型。

此前，中國寶武、河鋼集團(tuán)、建龍集團(tuán)等國內(nèi)鋼鐵企業(yè)目前均已啟動氫冶金項目。氫冶金是指在鋼鐵的還原冶煉過程中，主要使用氫氣作為還原劑。與傳統(tǒng)的碳冶金相比，氫冶金可以從源頭降低二氧化碳的排放量。在上述鋼企中，中國寶武已明確，將在2023年力爭實現(xiàn)碳達(dá)峰，在2050年力爭實現(xiàn)碳中和。以粗鋼產(chǎn)量計算，中國寶武是全球最大的鋼鐵集團(tuán)。

治金工業(yè)等難以實觀電氣化的領(lǐng)域，采用氫能替代化石能源，成為這些行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的重要路徑。在11月16日舉辦的2022年全球低碳冶金創(chuàng)新論壇暨第八屆寶鋼學(xué)術(shù)年會上，中國工程院院士干勇提出上述觀點。

氫冶金是促進(jìn)鋼鐵工業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要技術(shù)方向。目前中國已經(jīng)成為了世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國和鋼鐵消費國。當(dāng)前，我國鋼鐵行業(yè)的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主體，主要采用高爐—轉(zhuǎn)爐冶煉技術(shù)路線，噸鋼二氧化碳排放量約1.76噸，其中煉鐵環(huán)節(jié)占70%以上。因此如何減少在鋼鐵冶煉階段的碳排放量，對鋼鐵行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型具有重要意義。

中國寶武去年提出的碳中和冶金技術(shù)路線圖，由兩條主要的工藝路徑構(gòu)成：一是以富氫碳循環(huán)高爐為核心的工藝，二是以氫基豎爐為核心的氫冶金工藝。

據(jù)中研研究院《2023-2028年冶金行業(yè)深度分析及投資戰(zhàn)略研究咨詢報告》顯示

富氫碳循環(huán)高爐是指通過重構(gòu)高爐流程，從而實現(xiàn)冶金過程中的大幅減碳。高爐是鋼鐵冶煉的核心設(shè)備。氫基豎爐是通過使用清潔能源制取氫氣，再使用氫氣還原鐵礦石煉鐵，從而實現(xiàn)鋼鐵冶煉過程的近零碳排放。

目前我國已經(jīng)研發(fā)出了比較完整的鋼鐵氫冶金系統(tǒng)。以河北省河鋼集團(tuán)的120萬噸規(guī)模氫冶金示范工程為例。該項目是全球首次使用焦?fàn)t煤氣“自重整”方式制氫，用獲得的氫氣直接還原含鐵原料，生產(chǎn)出高品質(zhì)的直接還原鐵(DRI)。

冶金市場將進(jìn)一步加快我國鋼鐵行業(yè)自動化、信息化的腳步，加速數(shù)字化、智能化的進(jìn)程。中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在冶金市場行業(yè)的融合應(yīng)用，冶金市場圍繞標(biāo)準(zhǔn)研制、技術(shù)路線圖制定、試點示范、雙碳創(chuàng)新等深入合作，為加快推動鋼業(yè)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高質(zhì)量發(fā)展。

圖表：2023-2025年中國冶金行業(yè)供給預(yù)測(單位：億元)

數(shù)據(jù)來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院

冶金依托于5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行綠色、智慧高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展是行業(yè)的必然選擇。新一代信息技術(shù)推動了冶金社會各領(lǐng)域數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型，以5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施，加速向各冶金行業(yè)領(lǐng)域滲透和賦能。

當(dāng)今世界，標(biāo)準(zhǔn)化水平已成為各國各地區(qū)核心競爭力的基本要素。一個企業(yè)，乃至一個國家，要在激烈的國際競爭中立于不敗之地，必須深刻地認(rèn)識標(biāo)準(zhǔn)對國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的重要意義。標(biāo)準(zhǔn)是國際經(jīng)濟(jì)科技競爭的“制高點”，是企業(yè)、產(chǎn)業(yè)、裝備走出去的“先手棋”。既要著力提高中國標(biāo)準(zhǔn)水平，增強中國標(biāo)準(zhǔn)硬實力，又要全面謀劃和參與國際標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略、政策和規(guī)則的制定，提高我國在全球經(jīng)濟(jì)治理中的制度性話語權(quán)。

未來冶金行業(yè)發(fā)展趨勢分析

冶金市場將進(jìn)一步加快我國鋼鐵行業(yè)自動化、信息化的腳步，加速數(shù)字化、智能化的進(jìn)程。中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院高度重視工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在冶金市場行業(yè)的融合應(yīng)用，冶金市場圍繞標(biāo)準(zhǔn)研制、技術(shù)路線圖制定、試點示范、雙碳創(chuàng)新等深入合作，為加快推動鋼業(yè)行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，促進(jìn)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高質(zhì)量發(fā)展。

值得強調(diào)的一點是，制氫使用的焦?fàn)t煤氣是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)，其本身就含有55%至65%的氫氣成分，是非常合適的可以直接利用的氫能源，此外焦?fàn)t煤氣中含量約15%的甲烷在經(jīng)歷高溫轉(zhuǎn)化后最終也會變成一氧化碳和氫氣。該新式氫冶金與配套的電路煉鋼流程可以減少二氧化碳、氮氧化合物和煙粉塵排放達(dá)70%以上。

相較同等生產(chǎn)規(guī)模的傳統(tǒng)“炭冶金”方式，“氫冶金”技術(shù)每年可以減少約160萬噸的二氧化碳排放。整個氫冶金過程，既回收利用了老式生產(chǎn)方式產(chǎn)生的副產(chǎn)品廢氣，也減少了整個冶金過程中的污染物排放，成功實現(xiàn)了傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”的顛覆性綠色低碳新轉(zhuǎn)變。

未來，氫冶金技術(shù)還可以與風(fēng)能、太陽能等可再生能源一起結(jié)合起來，真正實現(xiàn)全冶金過程無化石能源參與。

更多行業(yè)相關(guān)消息，請點擊中研研究院出版的《2023-2028年冶金行業(yè)深度分析及投資戰(zhàn)略研究咨詢報告》。

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