|
|
|
绿氢DRI炼钢报告发布 |
|
分区分时推进钢铁行业近零排放转型 |
|
|
9月3日,北京科技大学与自然资源保护协会发布《绿氢DRI炼钢:区域适配与发展路径》报告,并邀请相关行业协会、企业、高校专家,围绕我国绿氢DRI(即绿氢直接还原铁)工艺的区域适配、发展模式及规模化应用开展交流。
随着我国“双碳”目标加快落地,钢铁作为能源消耗和碳排放高度集中的基础产业,正承受巨大的减排压力与转型挑战。绿氢DRI流程依托可再生能源制绿氢替代传统化石碳源作为还原剂,配套使用绿电作为能源,可实现“以绿制绿”,未来有望与废钢-电炉流程(即短流程)并列成为钢铁工业实现深度脱碳、迈向近零排放的重要生产路线。
报告指出,我国钢铁工业具有规模巨大、区域差异显著、资源禀赋复杂、转型约束多等特征。一方面,我国铁矿石对外依存度高、国内矿石品位偏低且分布不均;另一方面,风光等清洁电力资源呈明显的区域聚集特征,与钢铁产能布局存在明显错位。因此,绿氢DRI在我国的发展既不能简单复制国外模式,也难以依赖单一技术路径或统一推进节奏。
那么,我国应在哪些地区、以何种方式有序推进绿氢DRI发展?报告梳理出3条潜在的绿氢DRI炼钢路径:国内矿路线,即国内铁矿石-竖炉自产DRI-熔分炉-转炉;进口矿路线,即进口高品位铁矿石-竖炉自产DRI-电炉;以及进口HBI路线,即进口热压块直接还原铁(HBI)-电炉。其中,国内矿路线和进口矿路线因为都包括竖炉自产DRI环节,统称自产DRI路线。基于公开数据,报告测算了2025年至2060年全国30个省级行政区三类路线的吨钢生产成本演化趋势,并对比评估各路线的长期竞争力和适用区域。
报告指出,国内矿路线在2032年后具有最明显的长期成本优势,且可减少矿石对外依存度,因此战略价值最高。尽管进口HBI路线在2032年前具有阶段性成本和市场启动优势,但随着绿氢、绿电持续降本,两条自产DRI路线的竞争力将逐步增强,尤其是国内矿路线在解决选矿造球、竖炉还原等技术难题后,将具有长期成本优势。
报告建议,按照“成本排序+工程成熟度”双重标准,分阶段推进绿氢DRI路线布局。2030年前为“条件准备期”,重点推进国内矿路线的关键技术攻关和进口矿路线的整体示范。2030—2040年为“路线验证与过渡期”,国内矿路线达到可复制工程条件后,应在内蒙古、宁夏等具备长期成本优势的省份推进。2040年后为“成熟路线规模化期”,国内矿路线在达到可复制的工程条件后可作为多个省份的长期推广方案;进口矿路线在国内矿路线仍未成熟时作为过渡。各阶段均应根据技术成熟度、供应条件和成本变化,动态优化路线选择与区域布局。
研讨环节,多位业内专家结合产业实践,指出绿氢DRI规模化落地面临的现实困难,并给出具体的实操建议。
中冶京诚工程技术有限公司首席专家、总设计师赵志龙表示,从近两年的工程实践看,技术问题并非主要障碍,最大的制约仍来自市场。各类技术探索最终都需要商业化支撑,即项目能否实现盈利并维持可持续运营,市场需求和生产成本正是限制相关技术大规模应用的关键因素。能源成本同样至关重要,只有具备低成本电力和氢气,才能支撑绿钢的低成本生产。尽管部分地区资源条件较好,但如何将资源禀赋和能源优势真正转化为绿钢项目,仍需要产业政策和地方支持,预计这一过程还需5年左右。此外,欧盟提出到2028年在产品端强化绿钢使用要求,这可能进一步推动绿钢发展,并带动工业示范项目走向规模化推广。
中国国际工程咨询有限公司副主任田泽普表示,当前绿氢成本的下降仍需要规模、市场、技术、政策的共同发力。对于钢铁、化工等用氢企业而言,最终都要落实到经济账上,核心仍是价格问题。绿氢的稳定、可靠、连续供应需要一系列设备性能的提升和冗余设备的保障等,而这些投入也会推高上游供应成本。随着绿氢生产规模的扩大,通过装备、材料及系统技术的整体提升和规模化应用,有望带动综合成本下降。
就绿钢市场的问题,中国国际贸易促进委员会冶金行业分会副秘书长苏步新表示,我国目前在氢冶金、低碳钢、绿钢及相关工艺装备方面已具备较好的技术基础。下一步应进一步完善我国的绿钢标准和氢冶金标准,并推动这些标准获得欧盟、日韩及其他国家和地区的认可。对于绿钢溢价,苏步新认为,无论成本在产业链哪个环节分摊,最终都将由消费者和全社会承担。当前产业链利润分配并不均衡,上游资源端利润较高,而钢铁及下游行业盈利能力较弱,需要推动产业链各环节利润更加均衡。
中南大学教授潘建表示,不建议长距离纯氢储运。据估算,在1000公里范围内,管道输氢成本约为每公斤3元,折算到每吨直接还原铁约为180元,而通过铁路或海运运输直接还原铁或绿钢的成本更低。而且,氢气储存还面临投资较大和安全风险等问题,因此氢气应尽量就地使用。潘建建议,不同地区应根据资源条件选择差异化路径,例如,内蒙古、宁夏等风光资源丰富的地区,可以生产绿色DRI并向京津冀输送,满足当地钢铁行业的减碳需求;但面向长三角和珠三角市场,则应生产绿色优特钢,直接进入终端市场。
中国废钢铁应用协会副秘书长王方杰表示,废钢与绿氢DRI并非单纯的竞争关系。绿氢DRI主要面向对原料品质和元素含量要求较高的高端产品,可作为优质废钢的补充。未来废钢总量虽然可能增加,但优质废钢的重要来源加工废钢可能随着钢铁产量下降而减少,因此优质废钢数量未必同步增长。未来绿氢DRI与废钢究竟是竞争还是互补,仍需根据高端产品需求和优质废钢供应情况进一步判断。
版权声明:凡本网注明“来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品,网站转载,请在正文上方注明来源和作者,且不得对内容作实质性改动;微信公众号、头条号等新媒体平台,转载请联系授权。邮箱:shouquan@stimes.cn。