麵對全球氣候變暖的嚴峻挑戰和“雙碳”目標的緊迫要求，先進鋼企競相入局氫冶金新賽道。從全世界煉鐵工藝來看

，傳統高爐
、熔融還原等工藝的基礎還是煤炭
，依靠富氫、煤(mei)氣(qi)循(xun)環(huan)等(deng)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)碳(tan)排(pai)放(fang)，但(dan)改(gai)變(bian)不(bu)了(le)其(qi)碳(tan)冶(ye)金(jin)的(de)本(ben)質(zhi)。筆(bi)者(zhe)認(ren)為(wei)，發(fa)展(zhan)氫(qing)基(ji)豎(shu)爐(lu)短(duan)流(liu)程(cheng)工(gong)藝(yi)將(jiang)是(shi)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)實(shi)現(xian)綠(lv)色(se)低(di)碳(tan)的(de)必(bi)然(ran)
，有(you)望(wang)實(shi)現(xian)“零碳冶金”。

　　擺脫高爐派 VS 保衛高爐派

　　當前，世界各國氫冶金項目增長加快，通過氫冶金生產“綠鋼”或成為未來新的鋼鐵生產模式。

　　就全球來看，歐洲是氫冶金的先行區

，且基本方向就是應用氫冶金短流程替換高爐長流程。其中，瑞典是氫冶金的先鋒隊，最早於2020年8月在呂勒奧投運了世界第一個全氫的HYBRIT（氫基直接還原鐵）試驗裝置。目前，瑞典新興綠色鋼鐵公司H2 Green Steel正在建設1套250萬噸/年純氫的大型綠色鋼鐵工廠，蓋利瓦雷市也將建設1座百萬噸級的氫基豎爐項目。據不完全統計，目前正在開展的氫冶金項目有：歐洲地區
，塔塔鋼鐵荷蘭分公司的氫基豎爐項目
、德國薩爾茨吉特集團μDRAL項目
；北美地區
，安米多法斯科（Dofasco） 鋼廠在加拿大漢密爾頓建設的轉型脫碳項目
、SSAB （瑞典鋼鐵公司）正在美國佩裏和蒙彼利埃建設零碳排放氫氣直接還原項目 、克利夫蘭·克利夫斯鋼廠在美國米德爾敦的氫氣直接還原鐵項目等
；亞洲地區，韓國浦項製鐵的HyREX+ESP工藝（基於流化床反應的氫還原鐵技術+無頭軋製工藝）項目、日本新日鐵EDRP項目均在研究使用氫氣還原低品位鐵礦石
，寶鋼股份與沙特阿美
、沙特公共投資基金計劃在沙特共建“直接還原鐵+電爐”工藝的全流程厚板工廠，印度基礎設施和能源集團（Essar Group）計劃在沙特建設綠色鋼鐵廠（GSA），印度金達爾鋼鐵集團正在阿曼建設“hydrogen-ready”綠色鋼鐵廠

；非洲地區
，納米比亞的HyIronxiangmuzhengzaijianshe。zhongdongjibeifeidiqu，youyuyouzhedaguimodelianjiatianranqi，kanchengfazhanqingyejinxiangmudejuejiachangdi

，daizhanzhengyingxiangxiaotuihou，yujijiangyougengduoguoneiwaigangqijinzhubuju。

　　就國內來看，氫冶金工藝百花齊放
，主要有富氫高爐
、富氫熔融還原、氫基豎爐、氫基流化床4種工藝。其中
，富氫高爐工藝的典型代表是中國寶武八鋼公司的富氫碳循環氧氣高爐（HyCROF）、河北縱橫的3R碳氫高爐、晉城鋼鐵的燒結和高爐噴吹煤層氣工藝
、晉南鋼鐵和昌黎縣興國精密機件有限公司的高爐噴吹氫氣工藝等；富氫熔融還原工藝的代表是建龍集團在內蒙古烏海投建的CISP（非高爐氫基熔融還原）項目，在熔融還原基礎上噴吹焦爐煤氣；氫基豎爐直接還原工藝的典型代表是河鋼集團張宣科技全球首例120萬噸“氫基豎爐—近零碳排電弧爐”新型短流程項目，寶鋼股份湛江鋼鐵建設的國內首套單體百萬噸級氫基豎爐

；氫基流化床工藝的典型代表是鞍鋼鮁魚圈公司正在建設的全球首套綠氫零碳流化床高效煉鐵新技術示範項目。

　　整體來看，國內外均在探索多元化的氫冶金工藝路線。相較之下，國內目前多傾向於保衛高爐派工藝（高爐流程噴吹焦爐煤氣/煤層氣/氫氣、CCUS等）
，而海外傾向於徹底擺脫高爐派工藝（100%廢鋼+電爐、氫基DRI+電爐/熔分爐等）。在關鍵的氫能源上
，國外傾向於直接使用電解水製氫或初始使用天然氣，再逐步用氫氣替代
；國內則傾向於使用焦爐煤氣。從國內外相關政策來看，各種工藝均是有效的減碳措施，但隨著國內鋼鐵行業即將納入全國碳排放交易和2026年歐盟碳邊境調節機製（CBAM）的正式實施
，國內傳統長流程工藝的鋼鐵生產成本將增加，進而失去競爭優勢，以氫基豎爐+電爐（DRI+廢鋼）工藝
、全廢鋼電爐工藝為代表的短流程工藝即將迎來發展的春天。

　　氫冶金發展麵臨三大難點

　　當前，製約氫冶金發展的限製環節主要有3個方麵，包括氫氣供應
、鋼鐵產能限製和下遊“綠鋼”市場尚未形成。

　　diyi
，qingnengyuandejiageyinsushijuedingyingyongguimodezhuyaoyinsu。woguoshishijieshangzuidadezhiqingguo，danliuchengzhuyaolaizimeizhiqing，qiyujinsichenglaizitianranqihegongyefuchan
，jishaolaizidianjieshuizhiqing。congjiagefangmian，zuididegongyefuchanqingchengbenyuewei15元/千克，最高的電解水製綠氫成本約為40元/千qian克ke。目mu前qian
，我wo國guo電dian解jie水shui製zhi氫qing還hai在zai發fa展zhan中zhong，製zhi氫qing規gui模mo尚shang不bu足zu以yi支zhi持chi氫qing冶ye金jin工gong業ye發fa展zhan
，即ji使shi使shi用yong最zui便bian宜yi的de工gong業ye副fu產chan氫qing

，也ye不bu及ji長chang流liu程cheng的de成cheng本ben競jing爭zheng力li。

　　第二，鋼鐵產能置換及購買限製是影響氫冶金工藝推廣的主要因素。目前，我國執行的《鋼鐵行業產能置換實施辦法》（工信部原〔2021〕46號）嚴禁鋼鐵行業新增產能
，新建鋼廠必須執行產能置換工作。雖然氫冶金屬於鼓勵類，可實施1∶1的等量置換
，但鋼鐵產能主要集中在以長流程工藝為主的鋼企，而具有氫氣資源的獨立焦化企業
、具有化工副產氫的企業需要購買合規產能才能進行氫冶金生產
，經濟壓力較大。

　　鏈接

　　以300萬噸規模鋼廠實施產能置換為例。若按1.5∶1置換
，新建長流程鋼廠產能僅為200萬噸，而新建氫冶金鋼廠可實現1∶1等量置換
，產能規模仍為300萬噸。如果鋼鐵產能按照均價500元/噸計算
，長流程置換後損失100萬噸產能，合計約5億元。另外，氫冶金在環保、節能、節水、節地、降碳等方麵也具有較大優勢。

　　第三
，國內下遊“綠鋼”市場尚未形成是限製氫冶金發展的最主要因素。報道顯示
，使用純氫的瑞典綠色鋼鐵公司自2020年成立以來，與舍弗勒

、保時捷、采埃孚
、梅賽德斯-奔馳
、Lindab（建築行業領導者）等眾多行業頭部企業簽訂合作，年產250萬噸純氫“綠鋼”被以溢價20%~30%的價格預定一空，這也是歐洲企業積極建設氫冶金項目的緣由。而我國
，雖然2022年寶馬與河鋼、北京奔馳與寶鋼先後簽訂了“綠鋼”采買協議，但絕大多數下遊企業尚未提出“綠鋼”需求
，且存在大量的反感或質疑聲音
，部分企業對歐美“綠鋼”政策實施持觀望態度。因此，國內的“綠鋼”推進存在一定延遲。

　　“破冰”需協同發力

　　當(dang)前(qian)
，依(yi)靠(kao)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)驅(qu)動(dong)低(di)碳(tan)轉(zhuan)型(xing)，布(bu)局(ju)低(di)碳(tan)冶(ye)金(jin)技(ji)術(shu)
，開(kai)發(fa)低(di)碳(tan)排(pai)放(fang)鋼(gang)，已(yi)成(cheng)為(wei)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)綠(lv)色(se)發(fa)展(zhan)和(he)鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)轉(zhuan)型(xing)升(sheng)級(ji)的(de)關(guan)鍵(jian)
，而(er)氫(qing)冶(ye)金(jin)無(wu)疑(yi)將(jiang)是(shi)重(zhong)中(zhong)之(zhi)重(zhong)。那(na)麼(me)，麵(mian)對(dui)上(shang)述(shu)發(fa)展(zhan)難(nan)點(dian)
，我(wo)國(guo)氫(qing)冶(ye)金(jin)發(fa)展(zhan)應(ying)如(ru)何(he)“破冰”
？筆者認為，應從政策側、原料側、生產側、需求側

、金融側等方麵協同發力。

　　政(zheng)策(ce)側(ce)，一(yi)是(shi)鼓(gu)勵(li)對(dui)發(fa)展(zhan)氫(qing)冶(ye)金(jin)的(de)企(qi)業(ye)給(gei)予(yu)產(chan)能(neng)政(zheng)策(ce)傾(qing)斜(xie)。日(ri)前(qian)，相(xiang)關(guan)部(bu)委(wei)正(zheng)組(zu)織(zhi)開(kai)展(zhan)低(di)碳(tan)冶(ye)金(jin)技(ji)術(shu)攻(gong)關(guan)嚐(chang)試(shi)
，對(dui)遴(lin)選(xuan)出(chu)的(de)千(qian)萬(wan)噸(dun)級(ji)鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業(ye)實(shi)施(shi)5年延緩產能置換。各地方政府也應積極推動“僵屍企業”破產重整，以及裝備老舊的落後產能等與氫氣資源相結合，最大化發揮資源優勢和市場價值。二是建議政府增加用氫補貼。2022年，美國政府通過的《通脹削減法案》提出，將為低碳氫氣提供每千克0.6美元~3美元的補貼；歐盟針對氫能全產業鏈製定明確的發展規劃並細化配套政策，如補貼規則、可再生氫定義、碳關稅等，加速氫能產業化進程。日前，西班牙、印度、荷蘭、智利、德國、澳大利亞、日本先後發布針對綠氫的補貼政策，謀求在全球競爭中保持戰略優勢。雖然國內很多地方政府也推出用氫補貼
，但最高不超過1000萬元，對於大規模用氫的鋼鐵行業來說
，這無異於杯水車薪。

　　原(yuan)料(liao)側(ce)，第(di)一(yi)，發(fa)展(zhan)焦(jiao)爐(lu)煤(mei)氣(qi)豎(shu)爐(lu)氫(qing)冶(ye)金(jin)是(shi)我(wo)國(guo)現(xian)階(jie)段(duan)解(jie)決(jue)鋼(gang)鐵(tie)減(jian)碳(tan)問(wen)題(ti)最(zui)具(ju)競(jing)爭(zheng)力(li)的(de)技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)。目(mu)前(qian)，以(yi)焦(jiao)爐(lu)煤(mei)氣(qi)為(wei)氣(qi)源(yuan)的(de)豎(shu)爐(lu)氫(qing)冶(ye)金(jin)工(gong)程(cheng)已(yi)經(jing)在(zai)張(zhang)宣(xuan)科(ke)技(ji)應(ying)用(yong)滿(man)1年。據了解
，我國富氫的焦爐煤氣年產能超1000萬噸，氫氣含量在55%~60%

，僅需簡單預淨化處理後即可為氫冶金工藝使用。根據測算，如果這些焦爐煤氣全部用於氫冶金，大約可支持1.5億噸的綠色直接還原鐵產能。焦爐煤氣豎爐氫冶金短流程與同規模長流程相比，可減碳約70%。

　　第二，鼓勵有綠氫
、綠電資源的地方率先進行綠色氫冶金
，帶動全行業綠色低碳發展。我國可再生能源裝機量已成為全球第一，西北和北部（風能、太陽能可開發潛力巨大）、西南部（水電製氫潛力巨大）和東南沿海（風電+海水製氫開發前景廣闊）地區在綠氫供給上各具優勢，未來將有巨大潛力。目前，綠氫製備成本高達40元/千克左右，但技術發展迅速，專家預測我國綠氫成本到2025年有望達到20元/千克、2035年有望達到15元/千克
、2050年有望達到10元/千克。當綠氫價格達15元/千克（不考慮碳稅影響）時
，使用綠氫
、綠電的純氫冶金短流程將突破目前較長流程工藝的競爭力劣勢。

　　生產側

，建議鋼企強化高端“綠鋼”的品牌建設。氫冶金電爐短流程生產高端綠色優特鋼，是鋼鐵行業推進新質生產力建設的必要路徑，應借鑒歐美做法，在“雙碳”新戰場上開辟高端“綠鋼”新賽道。值得注意的是，完全使用以廢鋼為原料的電爐煉鋼時，鋼水中會累積產生Cu、Sn、As、Pb等(deng)有(you)害(hai)元(yuan)素(su)
，影(ying)響(xiang)電(dian)爐(lu)鋼(gang)質(zhi)量(liang)和(he)高(gao)端(duan)品(pin)種(zhong)鋼(gang)開(kai)發(fa)，而(er)高(gao)品(pin)質(zhi)直(zhi)接(jie)還(hai)原(yuan)鐵(tie)作(zuo)為(wei)稀(xi)釋(shi)劑(ji)與(yu)廢(fei)鋼(gang)搭(da)配(pei)，可(ke)以(yi)改(gai)善(shan)和(he)增(zeng)強(qiang)鋼(gang)的(de)物(wu)理(li)性(xing)質(zhi)
，使(shi)電(dian)爐(lu)可(ke)以(yi)生(sheng)產(chan)優(you)質(zhi)特(te)鋼(gang)。

　　需求側，建議對建築、汽車、家電等下遊行業優先考核碳排放，同時，對全民進行綠色低碳產品應用普及
，以擴大市場需求，促進工藝提升。目前，僅寶馬、奔馳等合資公司對“綠鋼”提出需求，絕大多數鋼鐵用戶尚未部署綠色產品
，對國家整體“雙碳”戰略實施不利。

　　金融側，建議對氫冶金企業強化金融支持。“高爐+燒結+焦化”長流程的投資強度僅為1000元/噸鐵左右，而完整氫冶金工程噸鐵投資強度近2000元(yuan)，且(qie)未(wei)來(lai)通(tong)過(guo)提(ti)高(gao)技(ji)術(shu)降(jiang)低(di)投(tou)資(zi)的(de)幅(fu)度(du)也(ye)有(you)限(xian)。因(yin)此(ci)，如(ru)果(guo)將(jiang)氫(qing)冶(ye)金(jin)工(gong)程(cheng)與(yu)金(jin)融(rong)市(shi)場(chang)相(xiang)結(jie)合(he)

，解(jie)決(jue)氫(qing)冶(ye)金(jin)投(tou)資(zi)大(da)的(de)問(wen)題(ti)，其(qi)發(fa)展(zhan)步(bu)伐(fa)將(jiang)加(jia)快(kuai)。

　　綜合來看
，氫冶金項目仍是最具發展前景的綠色低碳鋼鐵製造工藝路線。雖麵臨一些發展中的問題，但有望在發展中解決。