钢铁行业的低碳革命！这份来自中国的技术方案让全球瞩目

2022年年末，中国宝武在2022年全球低碳冶金创新论坛上正式披露了其低碳冶金的最新成果：新疆八钢的富氢碳循环氧气高炉已实现碳减排20%、固体燃料消耗降低30%的效果，且新工艺具有商业化的基础，将于2023年大规模推广。

这一工艺和推广计划随即引起了整个钢铁行业的瞩目。众所周知，钢铁行业是能源消耗高密集型产业。以2020年为例，钢铁行业碳排放量占全球能源系统排放量的7%左右。如果中国宝武的新工艺能够实现大规模落地，对整个钢铁行业的低碳转型都将有重大意义。

如今，中国宝武正在全面加快低碳冶金的项目化运作，其低碳冶金技术路线正日益成为世界钢铁行业的一个焦点。全球都在关注，宝武的下一个试验里，氢是否会再多一点、碳能否再降一点……

“现在不做现在就不行”

2015年12月，应对气候变化的《巴黎协定》签订，包括中国在内的178个缔约方要尽快实现碳达峰，在本世纪下半叶实现温室气体的净零排放。

也正是在同一年，原宝钢集团就“嗅”到了未来全球产业发展的低碳化趋势，开始大力推进低碳冶金技术研发。“十三五”时期，中国宝武的减碳思路和路线探索不断延伸、推进和优化，做了不少对冶金工艺节能提效的攻关实践，力求把冶金流程的能效做到极致。

但节能提效的减碳效果只是量变，想要追求降低碳排放的质变，还需从根本上推动冶金技术的转变。2020年7月，中国宝武成立低碳冶金创新中心，与碳中和推进委员会配合，从集团层面统一开展低碳冶金创新技术的基础研究和应用研究。

中国宝武主动转型的决策被证明是正确的。随着碳排放约束的趋紧，钢铁行业下游制造商纷纷开始加快低碳产品布局和采购战略调整，向上游寻找更加低碳的绿色钢材，这对宝武绿色低碳产品的供应能力提出了更高要求。

不转型不仅意味着丧失未来的竞争优势，更会直接损害企业现有的发展成果和效益。“厉行低碳冶金不是2030年、2050年的事，就是当前的事。现在不做现在就不行。”中国宝武低碳冶金创新中心常务副主任毛晓明如此描述宝武转型的迫切性。

中国宝武从事低碳冶金研发的相关人士表示，集团的一些重要用户碳中和转型非常迅猛，以欧洲的世界五百强车企为例，很多企业已明确提出碳中和年份，并从现在开始要求钢企拿出具体的可持续减碳计划。

2021年初，中国宝武内部对新疆八一钢铁的低碳冶金试验作出判断：富氢碳循环氧气高炉技术已基本成熟，具有应用基础。在那一年的春节前夕，中国宝武党委书记、董事长陈德荣于一次内部会议上，正式提出了中国宝武的减碳目标：2023年力争实现碳达峰，2025年具备减碳30%工艺技术能力，2035年力争减碳30%，2050年力争实现碳中和。

宝武这样说是有底气的。围绕低碳冶金，全球钢铁行业新一轮的技术革命已经开始，各国钢企都在不同的减排路径上展开攻关，衍生出多种技术流派。毛晓明介绍，经过多年研究，宝武基本把国际上所有的技术可能性都摸索了一遍，如今形成了符合宝武实际的完整碳中和冶金路线，相关技术已达到世界领先水平。

双管齐下低碳冶金

2020年9月，中国宝武低碳冶金创新中心成立不久，宝钢股份上海宝山基地5000立方米的高炉富氢气体喷吹示范装置建成投运，成为中国宝武首条富氢冶金示范线，正式拉开了中国宝武氢冶金工业应用的序幕。

当前，以氢代碳参与冶金是世界主流的低碳冶金方向之一。用清洁能源氢作为还原剂替代碳来还原铁矿石、产出金属铁和水蒸气的做法明显更为环保，可大大减少碳使用、碳排放，减轻环境负荷。但在现实中，氢资源的大规模获取还有很大困难，氢能冶金的技术也有诸多难点亟待解决。

在这一技术领域的探索上，宝武勇闯“无人区”。根据已公布的中国宝武碳中和冶金技术路线图，中国宝武碳中和冶金有六种主要技术，并深度融合为两条创新工艺路径——以富氢碳循环氧气高炉为核心的高炉—转炉工艺路径和以氢基竖炉为核心的氢冶金工艺路径。前者聚焦煤炭的高效清洁利用技术，通过100%利用碳的化学能，实现二氧化碳的大幅减排；后者则以氢能为主，试验目标是希望实现100%纯氢冶金。

总体布局上，宝武富氢碳循环氧气高炉工艺试验、攻关在新疆八一钢铁深入推进，2022年7月已开启工业实证试验；氢冶金工艺实践在宝钢股份广东湛江钢铁落地，国内首座百万吨级氢基竖炉预计将在今年建成；宝钢股份则瞄准“创新领先”，加快建设氢冶金、冶金电气化、极致能效等多个大型中试平台，力求成为中国宝武的低碳冶金原创技术策源地。

“双管齐下”的布局表明了中国宝武对两大绿色技术的现实考量：纯氢冶金技术仍处于开发阶段，全球尚无钢企进行纯氢冶金大规模试验，贸然进行商业化试验会给企业带来一定的成本风险，但作为国际主流的碳中和冶金方式和重要路径，氢冶金技术不可或缺。“双管齐下”既是宝武给未来上的一道“双保险”，更是其打造低碳冶金原创技术策源地，力争从跟随型创新向原创型创新转变的前瞻性布局。

目前，中国宝武已经展开了对富氢碳循环氧气高炉工艺逐步大型化的工作。2023年，这一工艺不仅会推广到八钢2500立方米的高炉上，还会走出新疆，在宝钢股份的千立方米级高炉上实现。届时，中国宝武的商业化经验或将成为全球绿色低碳冶金的一个新范式。

八钢富氢碳循环高炉

为世界提供宝武方案

技术上实打实的突破，给中国宝武带来了“破局”的机遇。毛晓明从事低碳冶金技术研发多年，他说，2020年以后周围环境发生了明显变化，中国宝武的国际合作越来越多，“这几年很多会议主动邀请我们，提出想和宝武一起探讨低碳冶金发展”。

能够受到如此多的行业关注，主要还是因为宝武走的这条碳中和冶金路线实践性强，具有借鉴意义。

高炉工艺是当今世界上最主要的冶金方式，全球高炉—转炉长流程制造的钢产量占比近七成。相较短流程的电炉而言，高炉具备独特、明显的冶炼优势。“高炉的反应效率极高，能为炼钢提供最洁净的原料，这是其他工艺无法替代的”，中国宝武低碳冶金创新中心技术总监许海法介绍。对企业来说，效率意味着成本，放弃高炉工艺路线，短时间内较难达成双碳目标。世界钢铁协会总干事艾德温·巴松表示，当前，亚洲大部分地区的钢铁企业对高炉仍有较大依赖性。宝武通过探索富氢碳循环氧气高炉技术寻求创新突破，对钢铁行业减排具有积极意义。

凭借着在低碳冶金技术上的开创性探索和国际技术交流合作，宝武正逐步扩大自己的世界影响力，让国际社会看到，中国宝武不仅仅是制造规模世界第一的钢铁企业，更是有责任担当、有前瞻技术的钢铁强企。