东吴碳中和系列报告(六):氢能炼钢:技术、经验与前景(附报告)

 

东吴碳中和系列报告(六):氢能炼钢:技术、经验与前景

 氢气冶金:或将实现二氧化碳“零排放”。传统的高炉炼铁通过焦炭燃 烧提供还原反应所需要的热量并产生还原剂一氧化碳(CO),将铁矿石 还原得到铁,并产生大量的二氧化碳气体(CO2)。而氢能炼钢则利用氢 气(H2)替代一氧化碳做还原剂,其还原产物为水(H2O),没有二氧化 碳排放,因此炼铁过程绿色无污染。

东吴碳中和系列报告(六):氢能炼钢:技术、经验与前景(附报告)

东吴碳中和系列报告(六):氢能炼钢:技术、经验与前景(附报告)

 国外应用案例:应用较早,在氢气制备方面基本全部采用电解水的方法, 因此大多与上游电力公司展开合作,以控制耗电成本。目前较为成功的 项目有:瑞典钢铁 HYBRIT 项目、萨尔茨吉特 SALCOS 项目和奥钢联 H2FUTURE 项目。其中HYBRIT 项目工艺成本比传统工艺高 20%~30%。

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 国内应用案例。2020 年,河钢集团与卡斯特兰萨共同建设 120w 吨氢冶 金示范性工程项目,该项目将使吨钢碳排放降至 125 公斤,预计于 2021 年底投产。2019 年,中国宝武与中核集团、清华大学签订合作协议,开 发“核能制氢”技术。同时,酒钢也成立了氢冶金研究院,积极探索“煤 基氢冶金理论”。

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 困境:制氢成本高昂,储氢技术难以突破。目前市场上主流制氢方法有 电解水、水煤气等方法,按照中国目前氢能市场价格(约每吨 6 万元人 民币或 7800 欧元),采用氢能炼铁工艺成本比传统高炉冶炼工艺至少高 五倍以上。同时氢的高密度储存一直是一个世界级的难题。

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 碳中和背景下,氢气炼钢前景广阔。我国政府承诺,将在 2030 年前碳 达峰,2060 年前碳中和,因此低碳减排将会是长期经济发展的大背景。

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 随着未来环保成本的不断上升,我们认为氢能炼钢的环保效益将会覆盖 其较高的成本,从而使企业从中获益;在碳中和的大背景下,较早布局 这一领域的钢铁企业将有望从中得到可观的经济价值。

 

 

 
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