氢还原炼铁：钢铁脱碳的核心路径
全球产业界正在加快采用氢能。以钢铁业为例,钢铁生产过程中大量使用化石燃料,是二氧化碳排放的主要来源。为了摆脱这一困境、迈向所谓的"绿色钢铁"(Green Steel),业界长期以来一直在研究和尝试用氢气炼钢,这就是氢还原炼铁工艺。
李启安 韩国2.1可持续财团创始人
氢还原工艺的原理,是让氢气(H2)与赤铁矿(Fe2O3)发生化学反应,氧以水(H2O)的形式被分离出去,最终得到纯铁(Fe)。其化学原理早在19世纪50年代就已确立,相关技术专利出现于20世纪50年代,而真正开始探讨商业化可能,则要到20世纪70年代经历两次石油危机之后。此后数十年间,它始终停留在"可能性"层面;直到2010年前后,才陆续传出实验室规模的生产消息,如今,世界各地终于不断传来商业化生产启动的消息。
中国与瑞典领跑：电力与氢气的底气
走在最前面的当属中国。宝武钢铁成功投运全球首条百万吨级大型商业化产线,并与清华大学合作,推进核能耦合项目:利用第四代核电(高温气冷堆)产生的高温热能和电力,实现120万吨级氢冶金。河钢集团则投运了60万吨级炼铁设备,并已签约向意大利出口一万吨以上符合欧盟碳边境调节机制(CBAM)标准的"氢还原绿色钢铁"。
瑞典的Stegra项目也在推进之中。该项目以2026年初投产为目标,一期产能250万吨,二期计划2030年达到500万吨,目前仍在建设。Stegra的产品已被全球汽车制造商提前预订一空。这些国家能够领先,最大的原因在于氢气和电力的充足供应:中国集中调配新能源和核电所产的电力,瑞典的优势则在于成本最低廉的水力发电。
韩国掉队：卡在能源供应
相比之下,韩国的氢能产业落后了一大截。就钢铁业而言,相关项目的量产目标要到2030年代中期。进展缓慢并非因为技术不足。浦项制铁(POSCO)和学界对氢还原炼铁的研究持续多年,技术上只落后半步,正在紧紧追赶。真正的症结在于大规模电力与氢气的稳定供应。与中国、瑞典不同,韩国的电力和氢气既供应不稳,价格又高出许多。按目前的条件,不仅难以投产,即便投产,也很难把成本压到有竞争力的水平。
政策急转弯：从路线图到"六分之一"
就在几年前,氛围还截然不同。韩国政府2019年发布《氢能经济活性化路线图》,着手扶持氢能汽车和发电用燃料电池产业;2020年又制定了《氢能经济培育及氢能安全管理相关法律》。这些都是为实现碳中和所做的尝试。
然而,在刚刚公布的第12次电力供需基本规划中,唯独对氢能格外苛刻。氢能发电量从原来的3000GWh被砍到500GWh,仅剩原来的六分之一,煤炭、氨与氢的混烧也一并被淘汰。政策只打算集中扶持两类:只烧100%氢气的专烧发电,以及以水电解为基础的真正意义上的清洁氢生态,再加上无需远距离输电网、就近布局在用电地的分布式燃料电池。再看政府对产业界提出的核电PPA(购电协议)诉求同样持反对立场,韩国恐怕没有任何办法能超越中国或瑞典。在这样背离产业发展的政策基调下,韩国氢能产业似乎看不到未来。
脱碳殊途，何去何从
向绿色能源转型、实现脱碳,这一命题大家都认同。但在如何实现的问题上,各方意见之多,堪比诸子百家。有人主张把一切不环保的东西从根本上清除出去,也有人主张为了产业发展,应当接受一定程度的牺牲。政府难道不应该居中协调,找到两者兼顾的办法吗?如果它是一个讲求理性的政府的话。衷心希望韩国政府能尽快找到有助于国家发展的妙策,既顾及环境,也顾及产业。
原文作者：李启安（2.1可持续财团创始人 / 2.1 Sustainable Foundation）· joongboo
铂道翻译并编辑