日欧钢铁业推进氢冶金技术开发和示范工厂建设

在全球应对气候变化形势下，主要国家或经济体制定了碳减排目标，钢铁企业纷纷进行减碳技术研究，以应对已经到来的碳减排挑战。欧洲和日本钢铁行业正积极开发氢还原炼铁工艺技术并建设示范工厂，这些技术有助于实现钢铁工业二氧化碳零排放。

日本三菱重工业公司与奥地利奥钢联集团合作，计划在2021年初在奥钢联厂区建成一个氢还原炼铁示范工厂，主要由三菱重工英国分公司托管，计划在年内开始试运行。该厂以氢气替代煤炭，以减少铁矿石的使用，该厂每年将生产25万吨钢铁产品。

该氢还原炼铁示范工厂采用直接还原铁（DRI）工艺，与传统高炉相比，DRI熔融炉产量略小，但投资额不到高炉的一半。如果DRI熔融炉要实现与高炉相同的成本竞争力，低成本的氢原料就是关键。

据日本经济产业省估算，目前氢气的流通价格为每标准立方米（标准状态下的气体体积）100日元左右。日本政府的目标是通过大规模生产，到2030年将氢价降至每标准立方米30日元，但也有大型钢铁企业的高管认为，要想在钢铁行业实现氢基DRI的普及生产，氢气价格必须降至每标准立方米10日元以下。

日本制铁计划在2021年3月之前，制定二氧化碳减排中长期战略计划。据悉，该公司实现碳中和的途径之一是开发一种在生铁生产中用氢气代替煤炭的技术。这是由于用电炉取代现有高炉生产是无利可图的，据估计，在日本所有高炉中引进氢冶炼技术每年将需要大约750万吨氢气。未来，日本制铁可能会在钢铁生产脱碳方面加强与JFE钢铁公司和神户制钢等日本主要钢铁生产商的合作。

作为全球领先的冶金设备供应商，德国西马克正在与意大利达涅利合作，联合开发氢基炼铁工艺；安赛乐米塔尔计划2021年在德国建设氢还原炼铁示范工厂；德国蒂森克虏伯和萨尔茨吉特等公司则在积极投资推进氢冶金项目。

蒂森克虏伯、德国最大的天然气管道运营商OGE以及挪威国家石油公司Equinor在今年1月中旬完成了基于氢气技术的H2morrow项目的联合可行性研究。该可行性研究始于2019年10月，包括在无法提供足够数量的其他类型氢气，尤其是绿色氢气的情况下，将首先向蒂森克虏伯杜伊斯堡工厂供应蓝色氢气，以期在中短期内通过气候中性方式生产钢铁产品，从而显著降低二氧化碳排放。可行性研究的结论是，最早将于2027年建立整个项目的价值链。该可行性研究还确定了制氢工厂的三个潜在地点：一个位于荷兰埃姆沙文沿岸，另外两个位于德国北海岸。

另外，蒂森克虏伯已经完成了向杜伊斯堡工厂9号高炉28个风口之一注入氢气的测试，目的是减少冶金煤的使用，到2030年将二氧化碳排放量减少30%。该试验项目是由德国北莱茵-威斯特法伦州政府发起的IN4CLIMATE.NRW计划资助的，并得到了BFI研究所的科学支持。基于第一阶段成功试验结果，蒂森克虏伯将在2022年开始的该项目第二阶段中向所有28个风口注入氢气。该计划完成后，蒂森克虏伯将在杜伊斯堡开始建设年产能120万吨的氢基直接还原铁厂，并将全部使用绿色氢气运行，预计将于2025年完成。

欧盟曾于2020年7月宣布，计划到2050年向氢产业投资4700亿欧元。这项投资计划将使欧洲钢铁行业在氢还原炼铁工艺技术开发和工厂建设方面得到有力的支持，欧洲地区也有望逐渐成为全球氢产业的中心。