2022年年末，中國寶武在2022年全球低碳冶金創(chuàng)新論壇上正式披露了其低碳冶金的最新成果：新疆八鋼的富氫碳循環(huán)氧氣高爐已實(shí)現(xiàn)碳減排20%、固體燃料消耗降低30%的效果，且新工藝具有商業(yè)化的基礎(chǔ)，將于2023年大規(guī)模推廣。

這一工藝和推廣計(jì)劃隨即引起了整個(gè)鋼鐵行業(yè)的矚目。眾所周知，鋼鐵行業(yè)是能源消耗高密集型產(chǎn)業(yè)。以2020年為例，鋼鐵行業(yè)碳排放量占全球能源系統(tǒng)排放量的7%左右。如果中國寶武的新工藝能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模落地，對(duì)整個(gè)鋼鐵行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型都將有重大意義。

如今，中國寶武正在全面加快低碳冶金的項(xiàng)目化運(yùn)作，其低碳冶金技術(shù)路線正日益成為世界鋼鐵行業(yè)的一個(gè)焦點(diǎn)。全球都在關(guān)注，寶武的下一個(gè)試驗(yàn)里，氫是否會(huì)再多一點(diǎn)、碳能否再降一點(diǎn)……

“現(xiàn)在不做現(xiàn)在就不行”

2015年12月，應(yīng)對(duì)氣候變化的《巴黎協(xié)定》簽訂，包括中國在內(nèi)的178個(gè)締約方要盡快實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，在本世紀(jì)下半葉實(shí)現(xiàn)溫室氣體的凈零排放。

也正是在同一年，原寶鋼集團(tuán)就“嗅”到了未來全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的低碳化趨勢，開始大力推進(jìn)低碳冶金技術(shù)研發(fā)?！笆濉睍r(shí)期，中國寶武的減碳思路和路線探索不斷延伸、推進(jìn)和優(yōu)化，做了不少對(duì)冶金工藝節(jié)能提效的攻關(guān)實(shí)踐，力求把冶金流程的能效做到極致。

但節(jié)能提效的減碳效果只是量變，想要追求降低碳排放的質(zhì)變，還需從根本上推動(dòng)冶金技術(shù)的轉(zhuǎn)變。2020年7月，中國寶武成立低碳冶金創(chuàng)新中心，與碳中和推進(jìn)委員會(huì)配合，從集團(tuán)層面統(tǒng)一開展低碳冶金創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究。

中國寶武主動(dòng)轉(zhuǎn)型的決策被證明是正確的。隨著碳排放約束的趨緊，鋼鐵行業(yè)下游制造商紛紛開始加快低碳產(chǎn)品布局和采購戰(zhàn)略調(diào)整，向上游尋找更加低碳的綠色鋼材，這對(duì)寶武綠色低碳產(chǎn)品的供應(yīng)能力提出了更高要求。

不轉(zhuǎn)型不僅意味著喪失未來的競爭優(yōu)勢，更會(huì)直接損害企業(yè)現(xiàn)有的發(fā)展成果和效益?！皡栃械吞家苯鸩皇?030年、2050年的事，就是當(dāng)前的事。現(xiàn)在不做現(xiàn)在就不行。”中國寶武低碳冶金創(chuàng)新中心常務(wù)副主任毛曉明如此描述寶武轉(zhuǎn)型的迫切性。

中國寶武從事低碳冶金研發(fā)的相關(guān)人士表示，集團(tuán)的一些重要用戶碳中和轉(zhuǎn)型非常迅猛，以歐洲的世界五百強(qiáng)車企為例，很多企業(yè)已明確提出碳中和年份，并從現(xiàn)在開始要求鋼企拿出具體的可持續(xù)減碳計(jì)劃。

2021年初，中國寶武內(nèi)部對(duì)新疆八一鋼鐵的低碳冶金試驗(yàn)作出判斷：富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術(shù)已基本成熟，具有應(yīng)用基礎(chǔ)。在那一年的春節(jié)前夕，中國寶武黨委書記、董事長陳德榮于一次內(nèi)部會(huì)議上，正式提出了中國寶武的減碳目標(biāo)：2023年力爭實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2025年具備減碳30%工藝技術(shù)能力，2035年力爭減碳30%，2050年力爭實(shí)現(xiàn)碳中和。

寶武這樣說是有底氣的。圍繞低碳冶金，全球鋼鐵行業(yè)新一輪的技術(shù)革命已經(jīng)開始，各國鋼企都在不同的減排路徑上展開攻關(guān)，衍生出多種技術(shù)流派。毛曉明介紹，經(jīng)過多年研究，寶武基本把國際上所有的技術(shù)可能性都摸索了一遍，如今形成了符合寶武實(shí)際的完整碳中和冶金路線，相關(guān)技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

雙管齊下低碳冶金

2020年9月，中國寶武低碳冶金創(chuàng)新中心成立不久，寶鋼股份上海寶山基地5000立方米的高爐富氫氣體噴吹示范裝置建成投運(yùn)，成為中國寶武首條富氫冶金示范線，正式拉開了中國寶武氫冶金工業(yè)應(yīng)用的序幕。

當(dāng)前，以氫代碳參與冶金是世界主流的低碳冶金方向之一。用清潔能源氫作為還原劑替代碳來還原鐵礦石、產(chǎn)出金屬鐵和水蒸氣的做法明顯更為環(huán)保，可大大減少碳使用、碳排放，減輕環(huán)境負(fù)荷。但在現(xiàn)實(shí)中，氫資源的大規(guī)模獲取還有很大困難，氫能冶金的技術(shù)也有諸多難點(diǎn)亟待解決。

在這一技術(shù)領(lǐng)域的探索上，寶武勇闖“無人區(qū)”。根據(jù)已公布的中國寶武碳中和冶金技術(shù)路線圖，中國寶武碳中和冶金有六種主要技術(shù)，并深度融合為兩條創(chuàng)新工藝路徑——以富氫碳循環(huán)氧氣高爐為核心的高爐—轉(zhuǎn)爐工藝路徑和以氫基豎爐為核心的氫冶金工藝路徑。前者聚焦煤炭的高效清潔利用技術(shù)，通過100%利用碳的化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的大幅減排；后者則以氫能為主，試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是希望實(shí)現(xiàn)100%純氫冶金。

總體布局上，寶武富氫碳循環(huán)氧氣高爐工藝試驗(yàn)、攻關(guān)在新疆八一鋼鐵深入推進(jìn)，2022年7月已開啟工業(yè)實(shí)證試驗(yàn)；氫冶金工藝實(shí)踐在寶鋼股份廣東湛江鋼鐵落地，國內(nèi)首座百萬噸級(jí)氫基豎爐預(yù)計(jì)將在今年建成；寶鋼股份則瞄準(zhǔn)“創(chuàng)新領(lǐng)先”，加快建設(shè)氫冶金、冶金電氣化、極致能效等多個(gè)大型中試平臺(tái)，力求成為中國寶武的低碳冶金原創(chuàng)技術(shù)策源地。

“雙管齊下”的布局表明了中國寶武對(duì)兩大綠色技術(shù)的現(xiàn)實(shí)考量：純氫冶金技術(shù)仍處于開發(fā)階段，全球尚無鋼企進(jìn)行純氫冶金大規(guī)模試驗(yàn)，貿(mào)然進(jìn)行商業(yè)化試驗(yàn)會(huì)給企業(yè)帶來一定的成本風(fēng)險(xiǎn)，但作為國際主流的碳中和冶金方式和重要路徑，氫冶金技術(shù)不可或缺。“雙管齊下”既是寶武給未來上的一道“雙保險(xiǎn)”，更是其打造低碳冶金原創(chuàng)技術(shù)策源地，力爭從跟隨型創(chuàng)新向原創(chuàng)型創(chuàng)新轉(zhuǎn)變的前瞻性布局。

目前，中國寶武已經(jīng)展開了對(duì)富氫碳循環(huán)氧氣高爐工藝逐步大型化的工作。2023年，這一工藝不僅會(huì)推廣到八鋼2500立方米的高爐上，還會(huì)走出新疆，在寶鋼股份的千立方米級(jí)高爐上實(shí)現(xiàn)。屆時(shí)，中國寶武的商業(yè)化經(jīng)驗(yàn)或?qū)⒊蔀槿蚓G色低碳冶金的一個(gè)新范式。

八鋼富氫碳循環(huán)高爐

為世界提供寶武方案

技術(shù)上實(shí)打?qū)嵉耐黄疲o中國寶武帶來了“破局”的機(jī)遇。毛曉明從事低碳冶金技術(shù)研發(fā)多年，他說，2020年以后周圍環(huán)境發(fā)生了明顯變化，中國寶武的國際合作越來越多，“這幾年很多會(huì)議主動(dòng)邀請(qǐng)我們，提出想和寶武一起探討低碳冶金發(fā)展”。

能夠受到如此多的行業(yè)關(guān)注，主要還是因?yàn)閷毼渥叩倪@條碳中和冶金路線實(shí)踐性強(qiáng)，具有借鑒意義。

高爐工藝是當(dāng)今世界上最主要的冶金方式，全球高爐—轉(zhuǎn)爐長流程制造的鋼產(chǎn)量占比近七成。相較短流程的電爐而言，高爐具備獨(dú)特、明顯的冶煉優(yōu)勢?！案郀t的反應(yīng)效率極高，能為煉鋼提供最潔凈的原料，這是其他工藝無法替代的”，中國寶武低碳冶金創(chuàng)新中心技術(shù)總監(jiān)許海法介紹。對(duì)企業(yè)來說，效率意味著成本，放棄高爐工藝路線，短時(shí)間內(nèi)較難達(dá)成雙碳目標(biāo)。世界鋼鐵協(xié)會(huì)總干事艾德溫·巴松表示，當(dāng)前，亞洲大部分地區(qū)的鋼鐵企業(yè)對(duì)高爐仍有較大依賴性。寶武通過探索富氫碳循環(huán)氧氣高爐技術(shù)尋求創(chuàng)新突破，對(duì)鋼鐵行業(yè)減排具有積極意義。

憑借著在低碳冶金技術(shù)上的開創(chuàng)性探索和國際技術(shù)交流合作，寶武正逐步擴(kuò)大自己的世界影響力，讓國際社會(huì)看到，中國寶武不僅僅是制造規(guī)模世界第一的鋼鐵企業(yè)，更是有責(zé)任擔(dān)當(dāng)、有前瞻技術(shù)的鋼鐵強(qiáng)企。