【研报】钢铁行业专题报告：东吴碳中和系列报告（六）氢能炼钢技术、经验与前景-210318（15页）.pdf

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1、应用案例国外应用较早，在氢气制备方面基本全部采用电解水的方法制备，因此大多与上游电力公司展开合作，以控制耗电成本。国内相关的研究与设计刚刚起步。 国外应用案例 瑞典钢铁HYBRIT 项目 进展计划：2016 年，项目由瑞典钢铁公司、瑞典大瀑布电力公司和瑞典矿业集团联合成立。2016 年2017 年为项目预研阶段，主要工作内容包括评估非化石能源冶炼的潜力，以及二氧化碳的捕集、存储和利用等。该项目的中试研究阶段为2018 年2024 年，示范运行阶段为2025 年2035 年。在为期 10 年的示范运行阶段主要进行运行测试，以确保到2035 年实现商业化运行。&nbs

2、p;阶段效果：2018 年初公布的研究结果表明，按照2017 年底的电力、焦炭价格和二氧化碳排放交易价格，HYBRIT 项目采用的氢冶金工艺成本比传统高炉冶炼工艺高20%30%。SSAB 采用长流程工艺的吨钢二氧化碳排放量为1600 公斤（欧洲其他国家的水平约为 2000 2100 公斤），电力消耗为 5385 千瓦时；采用 HYBRIT 工艺的吨钢二氧化碳排放量仅为 25 公斤，电力消耗为 4051 千瓦时。 基本思路：在高炉生产过程中用氢气取代传统工艺的煤和焦炭（氢气由清洁能源发电产生的电力电解水产生），氢气在较低的温度下对球团矿进行直接还原，产生海绵铁（直接还原铁），并从炉顶排

3、出水蒸气和多余的氢气，水蒸气在冷凝和洗涤后实现循环使用。 萨尔茨吉特 SALCOS 项目 进展计划：该项目于 2019 年 4 月由德国萨尔茨吉特钢铁公司启动。萨尔茨吉特先期策划实施了萨尔茨吉特风电制氢项目（Wind H2），项目思路是采用风力发电，电解水制氢和氧，再将氢气输送给冷轧工序作为还原性气体，将氧气输送给高炉使用。2016 年4 月份正式启动了GrInHy1.0（Green Industrial Hydrogen，绿色工业制氢）项目，采用可逆式固体氧化物电解工艺生产氢气和氧气，并将多余的氢气储存起来。当风能（或其他可再生能源）波动时，电解槽转变成燃料电池，向电网供

4、电，平衡电力需求。2019 年1月份，萨尔茨吉特开展了 GrInHy2.0 项目。GrInHy2.0 项目的显著特点是通过钢企产生的余热资源生产水蒸气，用水蒸气与绿色再生能源发电，然后采用高温电解水法生产氢气。氢气既可用于直接还原铁生产，也可用于钢铁生产的后道工序，如作为冷轧退火的还原气体。 基本思路：对原有的高炉-转炉炼钢工艺路线进行逐步改造，把以高炉为基础的碳密集型炼钢工艺逐步转变为直接还原炼铁-电弧炉工艺路线，同时实现富余氢气的多用途利用。 奥钢联H2FUTURE 项目 进展计划：该项目于 2017 年由奥钢联发起，联合了西门子公司（质子交换膜电解槽的技术提供方，主要负责电解水产氢）、奥地利电网公司（为电解水提供电力支持）和奥地利K1-MET 中心组（负责研发钢铁生产过程中氢气可替代碳或碳基能源的工序）。