专家：关键低碳炼铁技术将在10-20年内逐步实现工业化应用
来源：环球网
【环球时报-环球网记者陈子帅邓孝慈】7月2日，在第二十六届中国科协年会主论坛上，中国科协发布2024重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。“采用清洁能源实现低成本低碳炼铁”入选十大产业技术问题，《环球时报》记者采访了中国科协先进材料学会联合体副主席、中国金属学会常务副理事长田志凌，对该课题进行解读。
钢铁行业作为高能耗、高排放的重工业，是蓝天保卫战的主战场。在全球“脱碳”以及工艺技术创新大潮的背景下，以降低碳排放和致力工艺创新为中心的传统钢铁冶金工艺技术变革，已成为钢铁行业绿色发展的新趋势。
中国科协先进材料学会联合体副主席、中国金属学会常务副理事长田志凌对《环球时报》记者介绍称，将氢能等清洁能源应用于钢铁冶金生产是钢铁产业低碳绿色化转型升级的重要途径，其关键是要实现低成本氢气制备储运技术、氢冶金核心关键技术的成熟和产业化应用，为我国和世界钢铁产业低碳发展探索新工艺、新技术和新路径。
氢冶金技术是低碳炼铁的一个重要方向，也是该课题的研究方向之一。田志凌说，随着全球对低碳产品需求的增加，掌握低碳炼铁技术的钢铁企业将在全球市场上具有更强的竞争力。与此同时，低碳炼铁技术的发展可以带动上下游相关产业的发展，如氢能产业、环保技术产业等。
《环球时报》记者关注到，国际上诸多发达国家都在攻克低成本低碳炼铁技术。例如，2020年8月建成投产的瑞典HYBRIT项目，通过清洁能源发电与水电解制氢相结合的方式，预计将使炼钢过程的碳排放减少90%以上，为无化石的钢铁生产道路奠定坚实基础。奥钢联H2FUTURE项目于2017年发起，通过研发氢气替代焦炭冶炼的创新技术。该项目降低CO2排放，并计划在2050年实现CO2排放减少80%的目标。
聚焦我国，2022年12月，河钢张宣科技公司完成全球首例120万吨富氢气体直接还原氢冶金示范工程一期投产，创新“焦炉煤气零重整”技术，高效生产直接还原铁（DRI），指标领先。2023年12月，首钢股份成功实施高炉生物质炭百吨级喷吹试验，实现生物质能在钢铁冶金应用首获突破，助力减碳并带动上游产业发展。2023年12月，湛江钢铁投产国内首套百万吨级氢基竖炉，融合H2与焦炉煤气，采用自热重整技术，打造高效直接还原生产线。今年1月，中国钢研纯氢多稳态竖炉示范工程运行，实现全程净零碳排放，生产零碳DRI，推动“绿电—制氢—用氢”产业链形成。
田志凌表示，低碳炼铁技术的研发和试验可能需要数年时间，从实验室研究到中试再到工业化应用。另一方面，预计在未来10-20年内，一些关键的低碳炼铁技术将逐步实现工业化应用。
这项技术的突破也面临一定挑战。田志凌说，氢冶金等新技术理论体系尚不完善，关键技术需要进一步突破；新技术初期投资和运行成本较高，需要通过规模化应用来降低成本。在氢源供应方面，氢气大规模、经济、绿色制取与储运是氢冶金技术发展的关键。此外，政策的不确定性和市场对低碳产品的需求变化可能影响技术的应用和推广。在人才培养方面，需要培养一批懂技术、会管理、熟悉市场的复合型人才，支撑低碳炼铁技术的发展。
中国科协先进材料学会联合体副主席、中国金属学会常务副理事长田志凌
（图片由受访对象提供）