在碳达峰与碳中和的背景下，我国钢铁行业碳减排压力巨大，碳税政策倒逼钢铁产业研发应用碳中和技术。将氢能应用于钢铁生产是钢铁产业低碳绿色化转型升级的有效途径，全球研发热点方向主要为富氢还原高炉和氢基竖炉。高炉喷吹含氢介质富氢还原冶炼可经济性地实现碳减排10%~20%。相比高炉—转炉长流程，竖炉—电炉短流程碳减排可达50%~95%，气基竖炉更适宜发展氢冶金。应协同开展符合中国国情的富氢气基竖炉工程示范，推进氢冶金核心关键技术的成熟和产业化应用，助力于我国钢铁产业低碳绿色创新发展。

　　建立氢能—钢铁—化工协同新产业链的3个途径

　　2019年，中国二氧化碳排放总量达到98.4亿吨，仍处增长阶段，人均二氧化碳排放量达6.8吨，超世界平均水平。2020年9月22日，中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上向世界承诺，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

　　我国钢铁产业面临着巨大的碳中和压力。2019年我国粗钢产量为9.96亿吨，碳排放约为15亿吨，占我国碳排放总量的16%左右。高炉—转炉长流程的粗钢产量占90%，由于高度依赖化石能源，导致高碳排放。碳税政策将倒逼钢铁产业研发应用碳中和技术，实现低碳绿色化转型升级。

　　面对碳达峰、碳中和目标，钢铁产业要以节能高能效为基础，重点发展多产业协同的碳捕捉利用(CCU)技术，并辅以能源替代发展氢冶金，致力解决钢铁产业碳中和重大共性难题。 　　一是在工艺优化、强化冶炼、余热和资源高效循环利用、超低排放、系统节能、产品高质化基础上，要研发应用低碳高炉、转炉高废钢比冶炼、高效连铸、铸轧一体化等低碳冶炼技术，同时开发全流程信息物理系统，实现智能化冶炼，提高能源利用效率，为碳中和奠定基础。二是研发应用钢铁—化工—氢能一体化网络集成CCU技术，通过钢铁、化工协同，为我国以高炉—转炉长流程为主的钢铁产业实现碳净零排放提供最合理、最彻底的解决方案。三是以氢能替代化石能源，发展氢基竖炉—电炉短流程新工艺技术，实现钢铁流程革新和能源结构优化，为无涉碳钢铁生产提供全新途径。通过以上3个途径，以期建立以全新钢铁产业为重要中枢节点的氢能—钢铁—化工协同新产业链。

　　氢在钢铁行业的应用

　　绿色氢能被认为是无碳经济的关键之钥，将氢能应用于冶金是冶金行业低碳绿色化转型的有效途径。氢气密度小，扩散能力强，导热系数大，易燃易爆，相比于CO还原，氢还原产物为H2O，无CO2产生，还原速率快，在还原过程中具有更高的抗黏结性能。国内外均对氢冶金开展了较多的研究与应用。

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