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　　一、氫冶金技術(shù)
 

　　氫冶金技術(shù)是基于碳冶金技術(shù)的概念提出的，將利用氫氣的還原性特點(diǎn)代替一氧化碳作為燃料和還原劑冶煉鐵礦石。從反應(yīng)的基本反應(yīng)式看，碳冶金的基本反應(yīng)式為：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,氫冶金的基本反應(yīng)式為：Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O。從反應(yīng)式中可以看出氫冶金(使用的氫為綠氫)可以從源頭降低污染與二氧化碳的排放量，是鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)零碳排放的重要途徑。而目前的氫冶金技術(shù)大致分為兩種：
 

　　(1)高爐富氫冶煉
 

　　高爐富氫冶煉的主要途徑是噴吹氫氣和天然氣、焦?fàn)t煤氣等純氫或者富氫氣體參與煉鐵過程。具體來看，在高爐內(nèi)部焦炭不充分燃燒生成一氧化碳，氧化鐵和一氧化碳以及氫氣分別反應(yīng)生成鐵單質(zhì)和二氧化碳以及水蒸氣(Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2、Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O)，在高爐風(fēng)口回旋區(qū)，甲烷和二氧化碳以及水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣(CH4+CO2=2CO+2H2、CH4+H2O=CO+3H2)。氫氣促進(jìn)了鐵的直接和間接還原，降低了焦炭的使用占比，可以在一定程度上加快爐料還原，降低碳排放。但是該工藝并沒有脫離傳統(tǒng)的高爐冶煉過程，焦炭的骨架作用沒有被完全替代，減排幅度有限，據(jù)相關(guān)資料顯示，該工藝大致可以降低10%-20%左右的碳排放。
 

　　(2)氣基直接還原煉鐵
 

　　氣基直接還原煉鐵則是使用氫氣與一氧化碳的混合氣體作為還原劑參與煉鐵過程。氫氣直接參與了還原過程，促進(jìn)了鐵的直接還原，使得碳排放得到了有效的控制，該工藝大致可以減少碳排放在50%以上。
 

　　綜合以上兩種工藝來看，高爐富氫冶煉的優(yōu)勢(shì)是生產(chǎn)成本低、反應(yīng)速率快，但是它的降碳幅度有限；氣基直接還原的優(yōu)勢(shì)是不需要燒結(jié)、球團(tuán)以及煉焦等流程，可以從源頭上減少碳排放，但是它存在吸熱效應(yīng)強(qiáng)、所需氫氣量增大、生產(chǎn)成本高等問題

二、國內(nèi)外氫冶金發(fā)展現(xiàn)狀
 

　　近年來，全球鋼鐵行業(yè)都在積極開展氫冶金項(xiàng)目的研究和實(shí)踐。根據(jù)公開資料整理，歐洲、日本、韓國等國家的鋼鐵企業(yè)均制定了一系列氫冶金技術(shù)路線圖，并且確立氫冶金的建設(shè)項(xiàng)目，力爭實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破加快氫冶金的應(yīng)用。
 

　　與全球氫冶金發(fā)展路徑相似，我國的鋼鐵企業(yè)以及一些研究中心也發(fā)布?xì)湟苯鹨?guī)劃，建成示范工程并投產(chǎn)，對(duì)氫冶金技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
 

　　三、氫冶金的未來
 

　　氫冶金技術(shù)的未來發(fā)展大致分為三個(gè)階段：1、2025年之前建立示范項(xiàng)目驗(yàn)證大規(guī)模氫冶金的可行性；2、2030年，利用焦?fàn)t煤氣等副產(chǎn)品中的氫進(jìn)行氫冶金生產(chǎn)；3、2050年，實(shí)現(xiàn)綠氫對(duì)灰氫的替代，進(jìn)行氫冶金工業(yè)化生產(chǎn)。
 

　　目前我國的氫冶金技術(shù)發(fā)展仍然面臨很多困難：1、氫氣的制備、運(yùn)輸以及存儲(chǔ)技術(shù)不成熟，目前我國對(duì)于氫氣全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展剛剛確立標(biāo)準(zhǔn)，距離實(shí)現(xiàn)綠氫的制備、氫能的運(yùn)輸以及儲(chǔ)存還需要一定的技術(shù)突破。2、成本過高，目前由于技術(shù)還不成熟，氫冶金技術(shù)中的氫氣多以灰氫為主，成本過高。3、缺乏氫冶金的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，目前我國沒有明確的氫冶金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)技術(shù)還在驗(yàn)證階段，無法進(jìn)行大規(guī)模投產(chǎn)。
 

　　未來，氫冶金技術(shù)是鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、完成低碳轉(zhuǎn)型的重要路徑，是鋼鐵企業(yè)擺脫對(duì)化石能源的絕對(duì)依賴，同時(shí)氫冶金技術(shù)的發(fā)展也會(huì)帶動(dòng)氫能源行業(yè)的發(fā)展，加速氫能上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展和建設(shè)。