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能源產業的發展是支撐國家現代化的重要支柱，煤炭能源發展轉化升級，走綠色低碳發展的道路。既不會超出資源、能源、環境的極限，又有利于實現碳達峰、碳中和目標。
以“氫”煉“鋼” 刻不容緩
碳中和背景下，我國氫氣煉鋼產業前景廣闊。據不完全統計，每生產1t鋼，采用高爐工藝將排放出2.5t的二氧化碳，轉爐生產噸鋼CO2排放為2.2噸左右，電爐工藝也要排放0.5t的二氧化碳。
面臨我國“2030實現碳達峰、2060實現碳中和”的緊迫目標，中國迫切需要加速推進鋼鐵等重點行業節能減排，鋼鐵行業的節能減排對策的制定與實施刻不容緩。截至2020 年，我國鋼鐵企業平均噸鋼碳排放量為1765 公斤。采用基于天然氣的煉鐵工藝，可以將噸鋼碳排放降至940 公斤；而使用80%的氫氣和20%的天然氣則可以降至437 公斤；如果完全使用氫氣煉鋼，則可以實現二氧化碳的“零排放”。
鋼鐵冶煉是指在高溫下，用還原劑將鐵礦石還原得到生鐵，再將生鐵按一定工藝熔煉以控制其含碳量，最終得到鋼的生產過程。鐵礦石有赤鐵礦和磁鐵礦等。
傳統的高爐煉鐵選用焦炭作為原料之一，通過焦炭燃燒提供還原反應所需要的熱量并產生還原劑一氧化碳，在高溫下利用一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，將鐵礦石還原得到鐵，并產生大量的二氧化碳氣體。目前的煉鋼企業大都采用該技術，因此鋼鐵行業碳排放量大，污染嚴重。
若不能做到真正的“降碳減碳”，鋼鐵行業的生存發展將會面臨瓶頸。而氫能煉鋼則利用氫氣替代一氧化碳做還原劑，其還原產物為水，沒有二氧化碳排放，因此煉鐵過程綠色無污染。
“減產”“配額” 減碳降排
根據實際情況和產業特殊性，目前我國鋼鐵行業低碳減排政策主要有兩種：
一是壓縮鋼鐵產量。工信部要求“進一步促進鋼鐵產量的壓減，逐步建立以碳排放、污染物排放、能耗總量為依據的存量約束機制，研究制定相關工作方案，確保2021 年全面實現鋼鐵產量同比的下降”。這說明，低排放、低能耗的企業在未來將會獲得更寬松的鋼鐵產量限制。
二是實施碳排放權限額分配制度。工信部和生態環境部都表示要將鋼鐵行業納入碳交易市場中，限額二氧化碳排放。根據鋼鐵行業適用的歷史強度限額分配法，在獲配限額一定的條件下，鋼鐵企業不斷降低產品能耗和碳排放量，將會為企業帶來更寬松的鋼鐵產量限制。
不論是減產還是配額，鋼鐵企業的產量都和自身的碳排放、污染物排放、能耗總量等指標相關聯。在未來鋼鐵行業低碳減排政策不斷落地的嚴監管環境下，較低能耗和較低排放的環保型鋼鐵企業將會擁有長足的成長優勢。
目前氫氣煉鋼已經被應用到成熟的工業生產方案中，主要的方案設計有兩種：部分使用氫氣和完全使用氫氣。在部分使用氫氣的設計方案中，氫氣占到還原劑的80%，其余氣體原料為天然氣，因此該設計方案下依然會有部分二氧化碳排出。
根據國際能源署匯總數據，在中國生產氫氣各種不同技術路徑的成本、碳強度如下所示：電網電解水制氫成本最高（約 5.5 美元/公斤）；可再生能源發電制氫成本（約 3 美 元/公斤）；天然氣加碳捕捉與貯存制氫（約 2.5 美元/公斤）；天然氣制氫（約 1.8 美元/公斤）；煤制氫（1 美元/公斤）；煤加碳捕捉與貯存制氫（1.5 美元/公斤）。
按照中國目前氫能市場價格，采用氫能煉鐵工藝成本比傳統高爐冶煉工藝至少高五倍以上。
成本問題已經是制約氫能產業發展“老生常談”的問題。今年以來，隨著國家政策的不斷利好，氫能降本有望更早來臨。
《焦化行業“十四五”發展規劃綱要》提出，注重我國煉焦煤資源的高效利用，在煉焦煤全生命周期內，努力追求煤、焦、鐵的系統優化配置和高性價比，實現協調可持續發展。有序推進氫能發展利用，發揮焦爐煤氣富氫特性，并在產業發展方面給予政策引導和支持。
先行先試 重大突破
今年上半年，我國兩大鋼鐵企業傳出好消息，以“氫”煉“鋼”，實現重大突破。
5月10日，河鋼宣鋼舉行氫能源開發和利用工程示范項目開工儀式，標志著全球首例氫冶金示范工程正式啟動建設。
作為全球首例使用富氫氣源的氫能源利用項目，河鋼宣鋼氫能源開發和利用工程示范項目承載富氫低碳新技術、新工藝的創新實踐，將充分利用張家口地區國家級可再生能源示范區優勢，打造可推廣、可復制的“零碳”制氫與氫能產業發展協同互補的創新發展模式。
項目開發的氫還原新工藝，可替代傳統高爐碳冶金工藝，預計年可減碳幅度達60%。項目建成后將成為世界首套新一代低碳氫能源示范裝置，為推動傳統“碳冶金”向新型“氫冶金”轉變邁出顛覆性、示范性、關鍵性步伐，進一步引領傳統鋼鐵冶金工藝變革。
問鼎全球鋼鐵行業榜首的寶武集團，也在一月實現了“全球首次”。6月11日，中國寶武綠色低碳冶金實驗平臺——八鋼富氫碳循環高爐成功接入經過脫碳處理的八鋼歐冶爐煤氣，這是全球首次實現脫碳煤氣循環利用的案例，標志著八鋼在高爐碳減排、碳循環技術探索方面取得重大突破。
在中國寶武提出率先實現碳達峰碳中和目標的當下，富氫碳循環高爐存在的最大價值和意義就是為傳統高爐低碳冶煉探索新路。高爐煉鐵要想實現真正意義的碳減排，就必須實現全氧冶煉，實現碳循環。后期八鋼富氫碳循環高爐將通過技術升級和優化，實現全氧冶煉目標，打造真正的高爐綠色低碳煉鐵新工藝。
鋼鐵行業是去產能、調結構、促轉型的重點行業，氫能具備幫助鋼鐵企業節能減排、完成轉型的潛力，加之氫能行業是剛處于起步階段的行業，鋼鐵企業為氫能提供了更多的落地應用機會，有著良好的示范效應和應用前景，能夠吸引更多行業涉足氫能與精品鋼制造。
將氫氣加入鋼鐵企業的產業鏈中，能夠升級傳統鋼鐵制造、擴大氫氣的使用量、有效利用廢鋼以及減少鐵礦石的使用量，將形成產業結構和能源結構的雙贏局面。隨著未來環保成本的不斷上升，氫能煉鋼的環保效益將會覆蓋其較高的成本，從而使企業從中獲益。在碳中和的大背景下，氫能煉鋼具有較大的發展空間與潛力。
（文中數據來源于網絡）
以“氫”煉“鋼” 刻不容緩
碳中和背景下，我國氫氣煉鋼產業前景廣闊。據不完全統計，每生產1t鋼，采用高爐工藝將排放出2.5t的二氧化碳，轉爐生產噸鋼CO2排放為2.2噸左右，電爐工藝也要排放0.5t的二氧化碳。
面臨我國“2030實現碳達峰、2060實現碳中和”的緊迫目標，中國迫切需要加速推進鋼鐵等重點行業節能減排，鋼鐵行業的節能減排對策的制定與實施刻不容緩。截至2020 年，我國鋼鐵企業平均噸鋼碳排放量為1765 公斤。采用基于天然氣的煉鐵工藝，可以將噸鋼碳排放降至940 公斤；而使用80%的氫氣和20%的天然氣則可以降至437 公斤；如果完全使用氫氣煉鋼，則可以實現二氧化碳的“零排放”。
鋼鐵冶煉是指在高溫下，用還原劑將鐵礦石還原得到生鐵，再將生鐵按一定工藝熔煉以控制其含碳量，最終得到鋼的生產過程。鐵礦石有赤鐵礦和磁鐵礦等。
傳統的高爐煉鐵選用焦炭作為原料之一，通過焦炭燃燒提供還原反應所需要的熱量并產生還原劑一氧化碳，在高溫下利用一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，將鐵礦石還原得到鐵，并產生大量的二氧化碳氣體。目前的煉鋼企業大都采用該技術，因此鋼鐵行業碳排放量大，污染嚴重。
若不能做到真正的“降碳減碳”，鋼鐵行業的生存發展將會面臨瓶頸。而氫能煉鋼則利用氫氣替代一氧化碳做還原劑，其還原產物為水，沒有二氧化碳排放，因此煉鐵過程綠色無污染。
“減產”“配額” 減碳降排
根據實際情況和產業特殊性，目前我國鋼鐵行業低碳減排政策主要有兩種：
一是壓縮鋼鐵產量。工信部要求“進一步促進鋼鐵產量的壓減，逐步建立以碳排放、污染物排放、能耗總量為依據的存量約束機制，研究制定相關工作方案，確保2021 年全面實現鋼鐵產量同比的下降”。這說明，低排放、低能耗的企業在未來將會獲得更寬松的鋼鐵產量限制。
二是實施碳排放權限額分配制度。工信部和生態環境部都表示要將鋼鐵行業納入碳交易市場中，限額二氧化碳排放。根據鋼鐵行業適用的歷史強度限額分配法，在獲配限額一定的條件下，鋼鐵企業不斷降低產品能耗和碳排放量，將會為企業帶來更寬松的鋼鐵產量限制。
不論是減產還是配額，鋼鐵企業的產量都和自身的碳排放、污染物排放、能耗總量等指標相關聯。在未來鋼鐵行業低碳減排政策不斷落地的嚴監管環境下，較低能耗和較低排放的環保型鋼鐵企業將會擁有長足的成長優勢。
目前氫氣煉鋼已經被應用到成熟的工業生產方案中，主要的方案設計有兩種：部分使用氫氣和完全使用氫氣。在部分使用氫氣的設計方案中，氫氣占到還原劑的80%，其余氣體原料為天然氣，因此該設計方案下依然會有部分二氧化碳排出。
根據國際能源署匯總數據，在中國生產氫氣各種不同技術路徑的成本、碳強度如下所示：電網電解水制氫成本最高（約 5.5 美元/公斤）；可再生能源發電制氫成本（約 3 美 元/公斤）；天然氣加碳捕捉與貯存制氫（約 2.5 美元/公斤）；天然氣制氫（約 1.8 美元/公斤）；煤制氫（1 美元/公斤）；煤加碳捕捉與貯存制氫（1.5 美元/公斤）。
按照中國目前氫能市場價格，采用氫能煉鐵工藝成本比傳統高爐冶煉工藝至少高五倍以上。
成本問題已經是制約氫能產業發展“老生常談”的問題。今年以來，隨著國家政策的不斷利好，氫能降本有望更早來臨。
《焦化行業“十四五”發展規劃綱要》提出，注重我國煉焦煤資源的高效利用，在煉焦煤全生命周期內，努力追求煤、焦、鐵的系統優化配置和高性價比，實現協調可持續發展。有序推進氫能發展利用，發揮焦爐煤氣富氫特性，并在產業發展方面給予政策引導和支持。
先行先試 重大突破
今年上半年，我國兩大鋼鐵企業傳出好消息，以“氫”煉“鋼”，實現重大突破。
5月10日，河鋼宣鋼舉行氫能源開發和利用工程示范項目開工儀式，標志著全球首例氫冶金示范工程正式啟動建設。
作為全球首例使用富氫氣源的氫能源利用項目，河鋼宣鋼氫能源開發和利用工程示范項目承載富氫低碳新技術、新工藝的創新實踐，將充分利用張家口地區國家級可再生能源示范區優勢，打造可推廣、可復制的“零碳”制氫與氫能產業發展協同互補的創新發展模式。
項目開發的氫還原新工藝，可替代傳統高爐碳冶金工藝，預計年可減碳幅度達60%。項目建成后將成為世界首套新一代低碳氫能源示范裝置，為推動傳統“碳冶金”向新型“氫冶金”轉變邁出顛覆性、示范性、關鍵性步伐，進一步引領傳統鋼鐵冶金工藝變革。
問鼎全球鋼鐵行業榜首的寶武集團，也在一月實現了“全球首次”。6月11日，中國寶武綠色低碳冶金實驗平臺——八鋼富氫碳循環高爐成功接入經過脫碳處理的八鋼歐冶爐煤氣，這是全球首次實現脫碳煤氣循環利用的案例，標志著八鋼在高爐碳減排、碳循環技術探索方面取得重大突破。
在中國寶武提出率先實現碳達峰碳中和目標的當下，富氫碳循環高爐存在的最大價值和意義就是為傳統高爐低碳冶煉探索新路。高爐煉鐵要想實現真正意義的碳減排，就必須實現全氧冶煉，實現碳循環。后期八鋼富氫碳循環高爐將通過技術升級和優化，實現全氧冶煉目標，打造真正的高爐綠色低碳煉鐵新工藝。
鋼鐵行業是去產能、調結構、促轉型的重點行業，氫能具備幫助鋼鐵企業節能減排、完成轉型的潛力，加之氫能行業是剛處于起步階段的行業，鋼鐵企業為氫能提供了更多的落地應用機會，有著良好的示范效應和應用前景，能夠吸引更多行業涉足氫能與精品鋼制造。
將氫氣加入鋼鐵企業的產業鏈中，能夠升級傳統鋼鐵制造、擴大氫氣的使用量、有效利用廢鋼以及減少鐵礦石的使用量，將形成產業結構和能源結構的雙贏局面。隨著未來環保成本的不斷上升，氫能煉鋼的環保效益將會覆蓋其較高的成本，從而使企業從中獲益。在碳中和的大背景下，氫能煉鋼具有較大的發展空間與潛力。
（文中數據來源于網絡）
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