近日，為加快工業副產氫和可再生能源制氫在工業領域應用，工業和信息化部、國家發展改革委、國家能源局聯合印發了《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》（工信廳聯節函〔2024〕499號，以下簡稱《實施方案》），提出“到2027年工業領域清潔低碳氫應用裝備支撐和技術推廣取得積極進展，清潔低碳氫在冶金、合成氨、合成甲醇、煉化等行業實現規模化應用”。《實施方案》針對“有序提升氫冶金應用水平”提出了具體舉措，以推動氫冶金研發和應用，助推鋼鐵行業綠色低碳轉型。

一、有序提升氫冶金應用水平意義重大

氫冶金是鋼鐵行業低碳轉型的重要路徑。中國是世界第一鋼鐵大國，2023年粗鋼產量10.29億噸，占全球粗鋼產量約54%，且以高爐—轉爐長流程為主要工藝路線（高爐—轉爐粗鋼產量占總產量比例約90%），是典型的能源消耗（約占全國能源消費總量11%）及碳排放大戶（約占全國碳排放總量15%）。在巨大的節能降碳壓力下，氫冶金得到全球鋼鐵企業高度關注，該技術利用氫氣替代碳做還原劑，其還原產物為水，可大幅降低二氧化碳排放，是鋼鐵行業實現綠色低碳的重要路徑。

未來氫冶金具有良好的發展前景。一是鋼鐵行業自產富氫焦爐煤氣，為氫冶金發展提供了良好的資源條件；二是國外以天然氣為氣源的豎爐直接還原煉鐵工藝裝備已成熟，可結合中國國情，改進和研發相應技術裝備；三是隨著綠氫制取技術突破和成本降低，以及鋼鐵行業納入全國碳市場，碳減排收益的體現，氫冶金將逐步具有競爭優勢。

綜上所述，為加快推進鋼鐵行業節能降碳，有必要積極推進氫冶金技術研發，提升氫冶金應用水平，為鋼鐵行業低碳轉型提供原創技術支撐。同時中國作為全球鋼鐵大國，理應積極開展氫冶金技術研發示范，為世界鋼鐵低碳轉型提供中國技術方案。

二、政策鼓勵下氫冶金示范應用成績顯著

國家積極出臺相關政策推進氫冶金示范應用。《鋼鐵行業產能置換實施辦法（2021）》針對退出燒結、焦爐、高爐等設備建設氫冶金項目的產能可實施等量置換，目前該產能置換辦法正在進一步修訂中。為支持低碳冶金示范項目示范應用，工業和信息化部于2023年9月印發《關于組織開展低碳冶金技術攻關項目推薦工作的通知》，針對入選低碳冶金技術攻關的項目給予產能延期置換政策支持。

國內鋼鐵行業已積極開展氫冶金實踐。當前，氫冶金工藝主要圍繞高爐富氫冶煉、氫基直接還原煉鐵、氫基熔融還原煉鐵等開展研發和示范應用。晉南鋼鐵、縱橫鋼鐵開展了高爐富氫冶煉探索，寶鋼湛江鋼鐵、河鋼張宣科技、中國鋼研等單位開展氫基豎爐直接還原煉鐵探索，鞍鋼集團開展綠氫流化床直接還原煉鐵探索，建龍集團開展氫基熔融還原煉鐵探索，行業具備清潔低碳氫在冶金領域應用基礎條件。

三、下一步工作任務

（一）加快氫冶金裝置、關鍵部件材料及技術研發

氫基豎爐、氫基流化床以及氫基熔融還原屬于冶金新工藝，涉及到豎爐、流化床、熔融還原爐等核心反應器以及關鍵部件材料需要研發，同時氫冶金屬于流程工業，需要研發相關智能化生產控制系統，保障設施安全穩定運行。《實施方案》提出“加快氫基直接還原豎爐、純氫豎爐、流化床直接還原爐、氫基熔融還原爐等氫冶金裝置研發，突破還原爐內襯耐火材料、富氫噴槍等關鍵材料和核心零部件，以及氫冶金控制機理模型、數字化智能化控制系統等關鍵技術”。行業需從核心裝置—材料—零部件—智能化控制系統等多角度協同推進關鍵技術開發，形成成熟、可推廣應用的氫冶金技術裝備。

（二）綜合運用多類氫源，推進氫能在鋼鐵行業應用

現階段我國氫能以煤制氫、工業副產氫、天然氣制氫為主，可再生能源制氫規模小、成本高。《實施方案》提出“鼓勵鋼鐵企業充分利用焦爐煤氣、化工副產氫等氫源，逐步提升可再生能源制氫的利用比例”。充分考慮了我國氫能資源國情，行業應率先使用資源豐富、成本低且易獲取的工業副產氫來推動氫冶金技術開發與應用。未來隨著綠氫成本下降以及規模化制氫能力提升，再逐步加大綠氫應用比例，最終形成基于綠氫的氫冶金生產模式。

（三）推進現有高爐富氫冶煉

我國約90%的粗鋼產量是通過長流程生產，受國內廢鋼產出量、廢鋼價格以及氫基直接還原生產成本高、投資大等因素影響，近期流程結構仍將以長流程為主。因此，開展高爐富氫冶煉是近期鋼鐵企業降碳的重要路徑。《實施方案》提出“推進高爐富氫冶煉，以氫氣替代焦炭、煤粉，開發爐內氫氣高效安全噴吹系統，提升氫氣利用效率、降低固體燃料比例”。鋼鐵企業應積極利用現有高爐裝備開展富氫冶煉，突破技術裝備障礙、利用效率低、成本高等限制。

（四）突破原料限制，推進氫冶金技術應用

氫基直接還原（豎爐、流化床）+電爐煉鋼的近零碳流程，需使用優質高品位鐵礦石作為原料，但全球優質高品位鐵礦石資源匱乏，成為該技術路線推廣限制環節。《實施方案》提出“突破鐵精礦高效提鐵降硅選礦、頂煤氣二氧化碳脫除提質等關鍵技術；推進氫基熔融還原煉鐵技術研發與中試驗證，探索適用于低品位、共伴生鐵礦石的氫冶金技術路徑”。行業應從鐵礦石原料端開展研究，提升礦石品質以適應直接還原工藝要求，同時推進適用于普通鐵礦石的氫基熔融還原技術開發，形成符合我國鐵礦石資源稟賦的氫冶金新技術。

（五）推進純氫冶金示范

由于綠氫成本高、純氫冶金成熟度低以及可再生能源主要分布在我國西北地區，綠電—綠氫—純氫冶金在近中期還不具備工業化推廣條件，但在遠期有較大應用前景。綠電—綠氫—純氫冶金涉及到可再生能源發電、電解水制氫以及冶金三個環節，可再生能源發電受制于風或光等外部資源變化，波動性較大，如何與制氫、冶金的連續穩定生產相結合，實現一體化耦合運營是氫冶金重要攻關方向。《實施方案》提出了“推進純氫冶金，發展純氫還原零碳高純材料，開展綠電—綠氫—純氫冶金上下游產業鏈示范”。行業企業和科研機構應積極開展綠電—綠氫—純氫冶金研發與示范，推動“綠電—制氫—冶金”的新能源與冶金產業耦合，對生產零碳鋼和實現碳中和具有重要示范意義。

（六）加強政策支持、標準建設，提升氫冶金應用水平

《實施方案》提出對符合條件的氫冶金等低碳前沿技術產業化示范項目給予產能延期置換政策支持，并利用首臺（套）、重點新材料應用示范指導目錄等渠道，加大對氫冶金新技術、新裝備、新材料的推廣力度和支持力度，有助于氫冶金新技術的開發和示范項目建設。技術開發過程中需要制定完善的氫冶金技術標準體系，推動基于氫冶金的低碳排放鋼產品碳足跡標準制定以及碳足跡國際標準規則互認，通過標準引領促進氫冶金技術和低碳產品的應用推廣。

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