国家发改委、工信部、生态环境部：支持地方和企业制定氢冶金行动方案
2月7日，工业和信息化部、国家发展和改革委员会、生态环境部三部门联合印发《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》（以下简称“《意见》”）。《意见》提出：到2025年，钢铁工业基本形成布局结构合理、资源供应稳定、技术装备先进、质量品牌突出、智能化水平高、全球竞争力强、绿色低碳可持续的高质量发展格局。
关于氢能，《意见》明确提出推进钢铁行业碳达峰，积极推进氢冶金、低碳冶金等工艺技术的发展应用，加大钢铁等焦化行业绿色环保改造力度，具体内容如下：
力争到2025年，行业研发投入强度力争达到1.5%，氢冶金、低碳冶金、洁净钢冶炼、薄带铸轧、无头轧制等先进工艺技术取得突破进展。关键工序数控化率达到80%左右，生产设备数字化率达到55%，打造30家以上智能工厂。
构建产业间耦合发展的资源循环利用体系，80%以上钢铁产能完成超低排放改造，吨钢综合能耗降低2%以上，水资源消耗强度降低10%以上，确保2030年前碳达峰。
深入推进绿色低碳。落实钢铁行业碳达峰实施方案，统筹推进减污降碳协同治理。支持建立低碳冶金创新联盟，制定氢冶金行动方案，加快推进低碳冶炼技术研发应用。支持构建钢铁生产全过程碳排放数据管理体系，参与全国碳排放权交易。
开展工业节能诊断服务，支持企业提高绿色能源使用比例。全面推动钢铁行业超低排放改造，加快推进钢铁企业清洁运输，完善有利于绿色低碳发展的差别化电价政策。
推动绿色消费，开展钢结构住宅试点和农房建设试点，优化钢结构建筑标准体系；建立健全钢铁绿色设计产品评价体系，引导下游产业用钢升级。
统筹焦化行业与钢铁等行业发展，引导焦化行业加大绿色环保改造力度。
氢冶金，即用氢气取代碳作为还原剂和能量源炼铁，还原产物为水，可实现零碳排放，基本反应式为：
Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O
还原剂为氢气，产物为铁和水，目前主流的氢冶金技术路线为高炉富氢冶炼与气基直接还原竖炉炼铁两种：
高炉富氢还原，即通过喷吹天然气、焦炉煤气等富氢气体参与炼铁过程。相关实验表明，高炉富氢还原炼铁在一定程度上能够通过加快炉料还原，减少碳排放，但由于该工艺是基于传统的高炉，焦炭(3133, 131.00, 4.36%)的骨架作用无法被完全替代，氢气喷吹量存在极限值，一般认为高炉富氢还原的碳减排幅度可达10%-20%，效果不够显著。
气基直接还原竖炉，即通过使用氢气与一氧化碳混合气体作为还原剂，将铁矿(821, 8.50, 1.05%)石转化为直接还原铁，再将其投入电炉进行进一步冶炼。氢气作为还原剂的加入使碳排放得到了有效控制。相较于富氢还原高炉，吨二氧化碳排放量可减少50%以上。这种方式更适合用于氢冶金。
高炉富氢减碳幅度为10%-20%，效果有限；气基直接还原竖炉工艺是直接还原技术，不需要炼焦、烧结、炼铁等环节，能够从源头控制碳排放，相较于高炉富氢还原减碳幅度可达50%以上，减排潜力较大，是迅速扩大直接还原铁生产的有效途径。但气基竖炉存在吸热效应强、入炉H2气量增大、生产成本升高、H2还原速率下降、产品活性高和难以钝化运输等诸多问题。无论是高炉炼铁还是气基竖炉直接还原铁，采用氢冶金方式均具备明显的减碳作用。
近年来，全球钢铁行业都在积极开展氢能冶金实践。欧洲、日本、韩国等国家和地区的钢铁企业均制定了包括氢能冶金在内的低碳冶金技术路线图，加快研发、试验和应用，为实现碳中和目标寻求工艺技术突破。
2019年，电力、钢铁、水泥和煤化工行业合计煤耗占比超过86%，四个行业二氧化碳排放约77.6亿吨，占全国二氧化碳排放总量的72%。随着“碳达峰、碳中和”成为全球产业发展的主旋律，碳排放排名第二的钢铁行业需要进行深度变革。推动钢铁行业碳达峰是“碳达峰”十大行动之一，对钢铁工业来说，这既是机遇，也是挑战。
氢冶金因其巨大的减排潜力，已成为龙头钢企志在必得的制高点，国内外多家钢铁公司正在大力布局氢能冶金、绿氢制备和氢能供应等项目。从“碳冶金”到“氢冶金”，钢铁工业有望摘掉高碳排放、高污染、高能耗的帽子。
世界钢铁协会主席，世界钢铁发展研究院院长，河钢集团党委书记、董事长于勇介绍，过去30年，全球钢铁行业通过提高能源效率和推广应用循环利用新工艺、新技术，吨钢综合能耗已经降低了50%。目前，全球钢铁行业的能源消费量占全球的8%左右，碳排放量占全球的7%。面向未来，钢铁行业无论是能源结构创新还是工艺结构创新、氢能应用都是实现低碳、甚至“零碳”排放的最佳途径。特别是氢冶金技术的创新与应用，将带来传统钢铁冶金技术的革命性变革，使钢铁生产摆脱对化石能源的绝对依赖，从源头上解决碳排放问题。
虽然限制于环境和成本等各种因素，目前钢铁工业还没有实现“一氢到底”，但发展清洁能源是方向，也是使命，“氢冶金”的潜力无限。
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本期责任编辑：戴欣馨
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