中国冶金报 中国钢铁新闻网
记者 李巍 报道
连日来，河钢集团与宝马集团携手打造“绿钢”供应链的报道持续刷屏，宝马将成为河钢“绿钢”的第一家客户，联手打造两大支柱产业近零排放的合作典范，而“绿钢”的一大重要技术支撑就来自河钢集团张宣高科科技有限公司的氢能源开发与利用示范技术。
全球首例、“氢”装上阵
眼下，百年河钢宣钢通过转型升级，正以张宣科技的新品牌形象加快崛起。
“氢能源开发与利用示范技术为集团与意大利特诺恩合作开发，在全球范围内首次采用焦炉煤气‘自重整’制氢，生产高品质的直接还原铁。”围绕富氢焦炉煤气高能铁零重整直接还原技术的研究，张宣科技氢冶金公司作业长吕志敏几乎投入了全部精力。
氢能是21世纪全球公认最具发展力的清洁能源，是应对全球能源及环境危机最伟大的能源变革。河钢集团一直是氢能产业的倡导者和践行者，面对国家大力实施“碳达峰、碳中和”的发展机遇，主动担当社会责任，带头落实国家战略，在国内率先探索和实践氢能综合利用，从焦炉煤气制氢，到氢能重卡应用，再到筹建全球首例氢能源开发和利用工程，始终引领钢铁行业氢能综合利用的发展方向，为实现“双碳”目标贡献河钢方案和河钢智慧。
以张宣科技为承载平台，2019年11月，河钢集团与意大利特诺恩公司达成战略合作意向，筹备建设氢气直接还原工厂，双方于2020年9月正式签约，将使用钢铁企业副产焦炉煤气制氢，利用氢气对含铁原料进行直接还原，生产高品质直接还原铁（DRI）供电炉炼钢使用。
“焦炉煤气本身含有55—65%的氢气成分，是可以直接利用的氢能源，此外，还包含约15%的甲烷，最终甲烷在反应竖炉内被转化为一氧化碳和氢气。”吕志敏介绍说，相较于传统的“高炉+转炉”长流程工艺，“氢气直接还原竖炉+电炉炼钢”短流程生产新工艺将实现CO2、SO2、NOx、烟粉尘排放分别减少约70%、30%、70%、80%以上。与同等规模的传统钢铁“碳冶金”相比，“氢冶金”预期每年减少CO2排放160万吨。
“氢冶金”以其巨大的减排优势，已成为钢铁企业低碳转型的重要方向。从工信部、国家发改委、生态环境部联合发布《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》，其中在氢能方面，指出将制定氢冶金行动方案，加快推进低碳冶炼技术研发应用，到科技部前不久发布《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030）》，明确提出要构建低碳零碳技术创新体系，包含对氢能技术的提升要求，其重点是研发可再生能源高效低成本制氢技术，形成具有显著影响力的示范工程，张宣科技氢能源开发与利用示范，高度契合了新时代发展要求，与时代同频共振中高质量发展。
“硬核”技术、引领行业
今年3月，河钢集团成立“氢能技术研发及产业化示范”课题组研究，张宣科技承担诸多关键技术研究及示范工程，并在持续攻关中不断取得新进展。
围绕氢能产业化利用，张宣科技全力组织开展了一批关键技术研究及示范工程的攻关——
研究钢铁企业副产煤气裂解工艺及装备、氢冶金竖炉球团制备及其冶金性能、氢气气基竖炉还原工艺技术及装备等全流程氢冶金瓶颈技术；
研发创新性 CO2 捕捉技术，实现氢冶金气基竖炉工艺中 CO2 的捕捉、分离与高效回收利用；
打通氢冶金制约环节，实现焦炉煤气在气基竖炉的工业应用，建设世界首例焦炉煤气制氢的“氢冶金”示范工程。
“硬核”技术释放出氢能源开发与利用的蓬勃动能，支撑起第二个百年发展新高度——
氢能源开发与利用工程示范项目采用意大利特诺恩ENERGIRON零重整技术，应用焦炉煤气净化、气体自重整、二氧化碳脱除及回收等全流程创新研发，建设以还原反应炉为主体设备，涵盖焦炉煤气深度净化、原料处理、气体净化处理等工序的一整套具有国际领先水平的直接还原先进技术装备及设施；
焦炉煤气深度净化采用先进的微晶吸附技术脱除H2S，实现焦炉煤气总硫含量小于30mg/m3；
创新采用全球首例100%使用富氢焦炉煤气的直接还原技术，无需外部重整炉，可高效利用焦炉煤气，同时采用DR—EAF短流程，每吨DRI脱除二氧化碳达122kg进行精制提纯,年可降低二氧化碳排放达到40%—60%；
首次配套二氧化碳捕集和精制系统，将还原产生的二氧化碳捕集，进而实施脱水、加压，变为液态二氧化碳工业产品，附加经济效益可观……
“面向未来，无论是‘能源结构创新’还是‘工艺结构创新’，氢能利用都是实现低碳甚至零碳排放的最佳途径，特别是氢冶金技术的创新与应用，将带来传统冶金技术的变革变革。”业内专家在钢铁行业低碳发展及氢冶金应用技术高峰论坛如是说。
以“氢冶金”替代“碳冶金”，打造可推广、可复制的“零碳”制氢与氢能产业发展协同互补的创新模式。下一步，张宣科技充分利用张家口丰富的风、光等可再生能源发电、制氢，延链、补链、强链，大力推进风光氢储产业协调发展，实现“绿电”制造“绿氢”，引领世界低碳冶金、绿色冶金新变革。
