寶鋼百萬噸近零碳產線貫通 氫冶金時代開啟

碳匯林網訊 今天，寶鋼股份首條百萬噸級近零碳鋼鐵產線在湛江鋼鐵全線貫通。這條產線采用中國寶武首創的氫冶金電熔煉工藝（HyRESP）技術路徑，實現了短流程生產零碳高等級板材工藝路線全鏈條貫通。
相較傳統“高爐+轉爐”長流程工藝，該項目預計可降碳50%至80%，最高每年可減少二氧化碳排放超314萬噸。

1、行業拐點：百萬噸級近零碳鋼鐵產線正式貫通
寶鋼股份湛江鋼鐵基地迎來歷史性時刻。12月23日，國內首條百萬噸級近零碳鋼鐵產線在這里全線貫通，標志著中國鋼鐵行業低碳轉型邁出關鍵一步。這條產線由已建成投運的百萬噸級氫基豎爐及新建的電爐、連鑄生產線組成。
與傳統的“高爐+轉爐”長流程不同，這條產線形成了“氫基豎爐還原—高效電爐冶煉—低碳軋制生產”的完整低碳冶金工藝流程。
在工藝流程方面，項目創新應用了“氫基豎爐+電爐”短流程冶煉生產綠色高等級薄鋼板，突破電爐冶煉高品質汽車板及硅鋼產品的難點。

2、技術原理：綠氫如何替代焦炭成為還原劑
傳統鋼鐵生產以焦炭或煤作為還原劑和能源，與鐵礦石中的氧化鐵發生反應，生成鐵和大量二氧化碳。氫冶金技術則利用氫氣取代碳作為還原劑。核心反應原理為氫氣還原鐵礦石，反應產物為鐵和水（Fe₂O₃+3H₂→2Fe+3H₂O），能從源頭降低污染物與二氧化碳的排放量。
綠氫冶金特指以可再生能源電解水生產的綠色氫氣作為還原劑和能源，替代傳統冶金工藝中使用的焦炭或煤等化石燃料。
據碳匯林網了解，寶鋼這條近零碳產線以“氫”代“碳”作為還原劑進行冶煉，擺脫了對傳統化石能源的依賴。目前已成功驗證高氫冶煉條件，產出的直接還原鐵(DRI)金屬化率達到預期。

3、行業背景：鋼鐵業低碳轉型的緊迫性
我國鋼鐵行業碳排放量占全國總量約15%，是名副其實的碳排放大戶。全球鋼鐵行業碳排放占比也高達6%-8%，其中高爐煉鐵工序是主要排放源。
當前，我國大部分粗鋼產能仍依賴高爐—轉爐長流程。中國鋼鐵工業協會數據顯示，自2007年起的18年間，全球碳排放強度并未發生實質性變化，過去5年甚至呈上升趨勢。
2021年—2023年，噸鋼碳排放量始終維持在1.92噸左右。
碳匯林網觀察到，國際碳約束持續強化成為推動行業轉型的重要外因。歐盟碳邊境調節機制（CBAM）將于2026年進入全面實施階段，可能推高我國鋼鐵產品出口成本，直接影響部分企業競爭力。

4、技術路徑：氫冶金的三種應用方式
氫在鋼鐵冶金中的直接應用主要沿三條技術路徑推進：高爐噴吹氫氣、氫等離子體熔融還原和氫基直接還原鐵。
高爐噴吹氫氣只能部分替代焦炭或煤粉噴吹，碳減排幅度僅有10%～20%，效果有限。氫等離子體熔融還原仍處于試驗階段。
氫基直接還原鐵技術成為最具前景的發展方向。與高爐富氫還原相比，其減碳幅度提升≥50%，減排潛力大。
寶鋼采用的氫基豎爐屬于氣基直接還原技術的一種。鞍鋼集團則探索了不同的技術路徑，其建設的全球首套綠電綠氫流化床氫冶金中試線已進入投產階段。
與氫基豎爐相比，流化床氫冶金新技術具有還原效率高、原料適應性廣等優勢。

5、轉型挑戰：從示范走向規模化應用的瓶頸
盡管前景廣闊，但氫冶金從示范走向規模化應用仍面臨多重挑戰。綠氫經濟性不足是首要難題。當前，綠氫制備和儲運成本較高，制約了規模化應用。
據測算，綠氫成本目前約為灰氫（傳統化石燃料制氫）的3倍。國際能源署（IEA）報告顯示，氫基直接還原鐵的成本比現有的高爐-轉爐技術生產成本高50%~85%。
技術集成與產業鏈配套同樣存在短板。氫基直接還原還需克服氫還原為吸熱反應而產生的爐內冷卻效應，以及反應生成的水蒸氣在設備上部可能凝結等操作難題。
此外，綠電跨區消納機制不暢、地域壁壘等問題依然存在。碳匯林網分析認為，支撐鋼鐵行業深度脫碳的制度體系仍不健全，全國碳市場在有效激勵企業開展根本性低碳技術改造方面仍存在不足。

6、未來展望：2030年有望實現規模化應用
隨著技術不斷成熟和成本下降，氫冶金有望在未來幾年迎來快速發展。根據《中國氫能技術發展研究報告2024》，氫能在冶金領域的應用技術預計將在2030年左右步入成熟期。到2040年，這項技術有望在鋼鐵生產中實現約13%的市場滲透率。
博眾智合能源轉型中國工業項目副主任王立認為，“預計2030年中國氫基直還鐵成本將具有全球競爭力，屆時將成為鋼鐵行業減碳的主要助力。”
中國計劃到2027年實現清潔低碳氫在冶金行業規模化應用，重點推進氫基豎爐、流化床還原爐等核心技術研發與示范。
今年年初，工業和信息化部聯合國家發展改革委、國家能源局出臺了《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》，把清潔低碳氫在冶金、合成氨等行業應用作為重點，加快推動實現規模化突破。

寶鋼湛江鋼鐵基地的氫基豎爐靜靜運行，旁邊毗鄰的是一片正在規劃中的生態林區。企業計劃通過碳捕集與森林碳匯相結合的方式，最終實現全流程零碳工廠。
距離基地數公里外的海岸線上，新的風力發電機正被安裝，它們產生的綠電將用于制造更多的綠氫。
據碳匯林網獲悉，中國鋼鐵行業已進入深層低碳轉型的關鍵時期，隨著寶鋼、鞍鋼等龍頭企業氫冶金項目的相繼投產，這場從“碳冶金”向“氫冶金”的變革正在加速。