长期以来，钢铁行业作为碳排放的主要来源，肩负着巨大的减排压力。面对双碳的战略任务要求，我国钢铁企业积极谋求转型，部分已投入到氢冶金技术的研发与应用当中。 相较于传统的碳冶金方式，氢冶金采用氢气作为燃料和还原剂，不但能让炼铁过程摆脱对化石能源的依赖，更能从根源上根治碳排放问题，为钢铁行业的绿色可持续发展开辟新路径。今年，我国氢冶金在政策、金融、技术、项目方面都传来新进展。原来停留在理论层面的“氢冶金”在逐步走进现实。 新成绩、新进展 钢铁工业在国民经济中发展中占重要地位，同时也是实现绿色低碳发展的关键领域。氢能作为一种高效的清洁能源，可以大幅减少钢铁生产带来的碳排放，因此构建“以氢代碳”的钢铁用能新体系将成为国内钢铁行业实现“双碳”目标的重要方向。目前国内氢冶金产业发展还处于起步阶段，不过，今年以来，国内氢冶金技术示范应用在多个维度传来新消息。 8月消息，交通银行上海市分行在2月落地了全国首单水上运输行业转型融资项目后，积极寻求在其他行业扩大转型融资创新，交行宝山支行与中国宝武集团旗下子公司宝武清洁能源有限公司(简称“宝武清能”)密切合作，再次成功落地上海市首笔钢铁行业转型金融贷款。 该笔贷款是集科技创新和绿色转型为一体的复合型融资项目，贷款用于支持八一钢厂2500m³ 富氢碳循环高炉（HyCROF）配套制氧站项目建设。富氢碳循环高炉技术是近年来钢铁行业主推的一项低碳冶金技术，正式投产的全球首座富氢碳循环氧气高炉（HyCROF)，固体燃料消耗同比下降约30%、碳减排超20%，本次配套的制氧站采用电驱动，较传统制氧机工作效率有明显提升。 同样在8月，国内首套百万吨级氢基竖炉实现168小时连续满负荷生产，顺利通过周达产功能考核，并成功验证了高氢（70%氢气含量）冶炼条件，标志着宝钢股份湛江钢铁在坚定不移走绿色低碳发展之路上又迈出了坚实的一步。 据悉，湛江钢铁氢基竖炉是在国外前沿直接还原铁工艺技术的基础上，开发出的适合本国资源及能源特点的竖炉生产工艺系统。该系统可同时使用焦炉煤气、天然气、氢气作为原料气，比例可灵活调整，具备从富氢、高氢至全氢还原的试验条件。同时，该系统也因其技术的创新性、生产的复杂性和没有可供借鉴的先例，让氢基竖炉技术团队开展氢冶金技术探索充满了挑战。 自2023年12月23日点火投产以来，湛江钢铁氢基竖炉技术团队先后开展了多次试生产，不断优化和完善系统控制功能、工艺参数、操作规程，系统解决了系列工艺难题，此次周达产功能考核不仅验证了湛江钢铁氢基竖炉长时间满负荷稳定生产的技术可行性，也验证了该系统在实际生产环境中具有高效、高水平运行的良好能力。 7月30日，由中国钢研自主研发和建设的全球首条纯氢多稳态竖炉示范工程顺利通过了验收。该项目于今年1月正式投入运行，4月完成了第二次生产运行，氢直接还原铁的金属化率达到96%以上，实现了纯氢竖炉示范生产线高还原效率、高能量利用率、高稳定性等指标。 据了解，中国钢研纯氢冶金技术的成功开发，不仅打破了我国钢铁行业过程降碳与洁净生产的技术瓶颈，也打通了绿氢在氢冶金领域的应用通道，补齐了绿电→绿色冶金→高端制造全流程最重要一环，将极大促进钢铁行业上下产业链的拓展与融合，为实现“双碳”目标贡献钢研力量。 4月消息，由内蒙古赛思普科技有限公司（简称：赛思普）牵头实施的自治区“双碳”科技创新重大示范工程的“揭榜挂帅”项目——“氢基熔融还原技术研发与工业示范”取得阶段性进展，成功实现高纯生铁连续稳定月产5.3万吨，产品完全符合 C1、C2 行业标准，部分产品达到超高纯铸造生铁标准。 另外，国家开始重视氢冶金技术的发展，为加速氢冶金技术研发应用，陆续发布了一系列相关支持政策。 5月，国家改革委等五部门联合印发《钢铁行业节能降碳专项行动计划》（发改环资〔2024〕730号），明确提出要推动氢冶金等节能降碳先进技术的突破和应用。 3月19日，国家发改委发布关于向社会公开征求《绿色低碳先进技术示范项目清单（第一批）》意见的公告，8个氢能相关项目入选，其中包括面向长流程的全氧富氢低碳炼铁关键技术研发及工程示范项目、2500m³富氢碳循环氧气高炉（HyC ROF）商业化示范项目。 2月4日，工业和信息化部印发《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南》，其中提到：重点制定氢冶金、熔融还原炼铁、氧气高炉、等技术与装备标准；同在2月，工信部联合七部委发布《加快推动制造业绿色化发展的指导意见》， 提出围绕石化化工、钢铁、交通、发电、储能等领域用氢需求，构建氢能技术体系。 此外，个别地方政府也释放出推进氢冶金发展的信号。8月20日，张家口召开全市氢能产业发展工作专题会议，提出加快推进河钢宣钢全国首套120万吨氢冶金工程等项目，为氢能产业发展提供有力支撑。 氢冶金项目开始增多 除了上述技术、政策、金融方面的新动态，今年氢冶金方面的改造项目，以及企业围绕氢冶金展开合作的事例也悄然增多。 8月29日，建龙集团旗下山西建龙钢铁有限公司控股子公司内蒙古赛思普科技有限公司60万吨/年氢基熔融还原法高纯铸造生铁技改升级项目备案获批。该项目位于乌海市海勃湾区，总投资48628.15万元，计划建设起始时间为2024年9月至2026年9月。该项目在30万吨/年熔融还原法高纯铸造生铁中试项目的基础上进行技改升级，技术升级改造后，最高年产能可达60万吨/年。 7月4日，宝武清能与卧龙英耐德签署合作框架协议，进一步深化双方在风光制氢、氢冶金、清洁能源（含绿氨）生产服务、节能降碳等领域的战略合作；聚焦如何提供更科学、更全面的绿氢、绿氨生产方案及清洁能源冶金协同方案，引领产业绿色发展。 6月14日，辉丰股份（002496）公告称，江苏辉丰生物农业股份有限公司（简称“辉丰股份”）全资子公司江苏辉丰石化有限公司（简称“辉丰石化”）与宝武清能签订《氨氢能源领域合作协议》，主要内容包括共建氢能保障体系、加氢站建设和运营、氢冶金的氢能保障、合作项目（共同组建合资公司等）。 4月8日，由巴西淡水河谷公司与中南大学合作共建，聚焦低碳与氢冶金技术领域的“淡水河谷—中南大学低碳与氢冶金联合实验室”，在湖南长沙宣布正式启用。该实验室还配备了国际一流的仪器设备100余台(套)，如烧结球团装置、多功能高温炉和氢还原竖炉等，将为氢冶金等前沿冶金科技的基础理论研究和关键技术开发提供有力支持。 氢冶金发展仍有难点 氢冶金是钢铁行业低碳转型的主要方向；同时钢铁行业也是氢能消纳的重要场景。相关数据预测，到2050 年我国氢冶金钢产量为0.96 亿 —1.12亿吨，占全国钢铁行业年生产总量的14%-16%，那么到2050年基于氢冶金的氢气需求则约为852万-980万吨。 不过就现阶段而言，氢冶金在我国总体还处于试验、摸索的阶段，它要真正实现“破冰”，还面临几大显著挑战： 一方面，氢价限制氢冶金应用规模。我国是世界上最大的制氢国，但六成主要来自煤制氢，其余近四成来自天然气和工业副产，极少来自电解水制氢。从价格方面，最低的工业副产氢成本约为15元/千克，最高的电解水制绿氢成本约为40元/千克。目前，我国电解水制氢还在发展中，制氢规模尚不足以支持氢冶金工业发展，即使使用最便宜的工业副产氢，价格也不低。 另一方面，钢铁产能置换及购买限制是影响氢冶金工艺推广的主要因素。目前，我国执行的《钢铁行业产能置换实施办法》（工信部原〔2021〕46号）严禁钢铁行业新增产能，新建钢厂必须执行产能置换工作。虽然氢冶金属于鼓励类，可实施1∶1的等量置换，但钢铁产能主要集中在以长流程工艺为主的钢企，而具有氢气资源的独立焦化企业、具有化工副产氢的企业需要购买合规产能才能进行氢冶金生产，经济压力较大。 此外，国内下游“绿钢”市场尚未形成也限制着氢冶金发展，目前绝大多数下游企业尚未提出“绿钢”需求，且存在大量的质疑声音。 氢冶金的前景毋庸置疑，它将是最具发展前景的绿色低碳钢铁制造工艺路线。但我国氢冶金发展要实现“破冰”，整体看，还需要从政策侧、原料侧、生产侧、需求侧等方面协同发力。