“減污降碳”是鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、落實(shí)生態(tài)文明理念的必然選擇。近日，自然資源保護(hù)協(xié)會發(fā)布的《面向碳中和的氫冶金發(fā)展戰(zhàn)略研究》報告提出，當(dāng)前主流的長流程鋼鐵冶煉工藝是以煤炭作為主要能源和還原劑，生產(chǎn)過程中必然產(chǎn)生大量的二氧化碳。基于當(dāng)前傳統(tǒng)工藝技術(shù)的創(chuàng)新改進(jìn)難以實(shí)現(xiàn)深度脫碳。而氫冶金是替代碳還原最為可行的途徑，將對鋼鐵行業(yè)深度脫碳乃至“凈零碳”起到?jīng)Q定性作用。

據(jù)了解，氫冶金技術(shù)主要包括高爐富氫冶煉技術(shù)和氫基直接還原技術(shù)。其中，高爐富氫冶煉由于改造成本較低、富氫氣體易獲取，可操作性強(qiáng)，被認(rèn)為是從現(xiàn)階段的“碳冶金”過渡到“氫冶金”的橋梁，其潛在碳減排幅度為10%~30%。從中長期來看，氫基直接還原工藝是最具發(fā)展?jié)摿Φ牡吞家苯鸺夹g(shù)之一。報告預(yù)計，氫基直接還原技術(shù)有望在2040年后大規(guī)模推廣，先決條件是綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，包括綠色、經(jīng)濟(jì)、大規(guī)模氫源的獲取，氫氣長距離的安全儲運(yùn)，以及氫源供需的合理配置等。

報告指出，經(jīng)濟(jì)性是制約鋼鐵行業(yè)氫冶金發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，其中主要涉及氫氣成本和碳排放成本。隨著技術(shù)進(jìn)步，制氫成本逐漸降低，當(dāng)企業(yè)需要為碳排放支付費(fèi)用時，氫冶金就可以顯示出成本優(yōu)勢。碳排放的成本越高，氫冶金的成本優(yōu)勢越大。因此，合理利用碳市場將對氫冶金技術(shù)推廣應(yīng)用起到積極推動作用。

報告在綜合考慮中遠(yuǎn)期鋼產(chǎn)量變化趨勢和鋼鐵工業(yè)“雙碳”愿景的基礎(chǔ)上，提出我國氫冶金發(fā)展四步走建議。

第一階段是目前至2030年，目標(biāo)是噸鋼碳排放強(qiáng)度較2020年下降15%。鋼鐵企業(yè)集中攻關(guān)高爐富氫冶煉技術(shù)和純氫基直接還原技術(shù)，以及相應(yīng)的軟硬件；爭取高爐富氫技術(shù)取得突破性成果，同時開展高爐富氫冶煉技術(shù)的示范項(xiàng)目；有條件的鋼鐵企業(yè)應(yīng)率先開展高爐噴氫改造，富氫高爐產(chǎn)能占比達(dá)到15%；新建改造焦?fàn)t增加氫制備裝置，為下一步高爐富氫冶煉技術(shù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)；有條件的氫冶金示范項(xiàng)目應(yīng)盡量使用綠氫。

第二階段是2030~2040年，目標(biāo)是創(chuàng)新驅(qū)動實(shí)現(xiàn)深度脫碳，噸鋼碳排放強(qiáng)度較2020年下降55%。在此期間，鋼鐵企業(yè)集中攻關(guān)純氫基直接還原技術(shù)及氫基直接還原裝備國產(chǎn)化、大型化；純氫直接還原技術(shù)取得突破性成果，同時開展純氫直接還原技術(shù)示范項(xiàng)目；隨著國家氫能產(chǎn)業(yè)體系初步形成，氫源供應(yīng)增長，用氫成本顯著下降，大力推廣高爐富氫冶煉技術(shù)，加快富氫高爐技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)氫應(yīng)用盡用，富氫高爐產(chǎn)能占比超過60%；全面完成自有焦?fàn)t的氫制備裝置改造，有條件的鋼鐵企業(yè)適度發(fā)展可再生能源發(fā)電及綠氫制備項(xiàng)目，盡可能增加自有氫供應(yīng)量，力爭綠氫在鋼鐵行業(yè)需氫總量占比達(dá)到30%以上。

第三階段是2040~2050年，目標(biāo)是重大突破沖刺極限降碳，噸鋼碳排放強(qiáng)度較2020年下降85%。鋼鐵企業(yè)大力推廣純氫基直接還原技術(shù)，加快“高爐-轉(zhuǎn)爐”長流程制鋼向“純氫基豎爐+電爐”短流程制鋼轉(zhuǎn)型，“純氫基豎爐+電爐”短流程制鋼產(chǎn)能占比達(dá)到25%；綠氫供應(yīng)量占鋼鐵產(chǎn)業(yè)需氫總量達(dá)到85%。鋼鐵企業(yè)與綠電、綠氫供應(yīng)商緊密結(jié)合，共建產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，耦合發(fā)展。

    第四階段是2050~2060年，目標(biāo)是融合發(fā)展助力碳中和，噸鋼碳排放強(qiáng)度較2020年下降95%。到2060年，鋼鐵行業(yè)年碳排放量降低至約1億噸，通過推進(jìn)CCUS和碳匯，可實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)。

對于未來氫冶金技術(shù)的推廣應(yīng)用，報告提出以下建議：一是加強(qiáng)氫冶金技術(shù)研發(fā)和示范的財政和稅收支持，給予氫冶金研發(fā)和試點(diǎn)項(xiàng)目在信貸總量、支持方式和利率上更多支持；二是在鋼鐵行業(yè)納入全國統(tǒng)一碳市場后，結(jié)合行業(yè)低碳發(fā)展目標(biāo)及氫冶金等戰(zhàn)略路徑，科學(xué)合理地減少免費(fèi)配額占比，使率先推進(jìn)氫冶金技術(shù)的企業(yè)能夠從碳交易中先獲益、多獲益；三是強(qiáng)化頂層設(shè)計、系統(tǒng)謀劃，構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)鏈和鋼鐵行業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。