外媒:从HBIS张宣科技看氢冶金现状
- ASF首日走访河北张家口张宣科技
- 年产60万吨DRI设备已商业化运行,120万吨项目一期落地
- 利用焦炉煤气制氢浓缩还原气,DRI-电炉-汽车板一体化连接
- 相比高炉碳排放降低70%,成本与绿氢保障仍是难题
张宣科技,是HBIS在中国建设的首个工业规模氢冶金示范生产基地。2023年,年产60万吨的直接还原铁(DRI)设备正式投入商业生产。公司长远目标,是建成年产120万吨规模的氢冶金体系。
2026亚洲钢铁论坛于7月15日至16日在北京举行。与会者在首日走访了位于河北张家口的张宣科技,参观了氢基直接还原设备、电炉(EAF)及特钢生产线,并与公司相关人员就氢冶金技术和经营战略进行了交流。
张宣科技没有采用传统高炉用焦炭还原铁矿石的方式。它是把富氢还原气送入竖炉(Shaft Furnace),生产DRI。生产出的DRI,再经电炉、连铸、轧制等工序,成为汽车板等高附加值钢材的原料。
厂区内不允许拍摄生产设备。参观者只能通过公司提供的工艺说明和视频了解生产流程,随后依次参观了氢基竖炉、电炉和后续生产线。
年产60万吨DRI商业化生产,氢含量超过60%
张宣科技的核心,是采用ENERGIRON技术的气基直接还原设备。ENERGIRON由意大利设备企业特诺恩(Tenova)与达涅利(Danieli)联合开发。
目前商业运行的DRI设备,年产能为60万吨。特诺恩方面介绍,这是全球首个把还原气中氢气比例提高到60%以上、并实现工业规模稳定生产DRI的案例。
设备采用了不设外部气体重整装置的"零重整"(Zero Reformer)方案。目前,工厂利用钢厂自身产生的焦炉煤气(COG)净化后作为还原气使用。公司方面表示,未来这套设备也可以扩大绿氢比例,甚至实现纯氢(100%)运行。
此外,HBIS正把张宣项目作为年产120万吨规模的氢冶金示范工程推进。目前,一期年产60万吨设备已经商业化生产,二期DRI工厂正在设计当中。公司计划在2030年前后启动后续设备建设,最终完成120万吨体系。
据HBIS介绍,生产初期DRI的金属化率约为94%,目前正作为高品质原料,在电炉中替代或补充废钢使用。
焦炉煤气净化后,作为氢浓缩还原气使用
张宣的直接还原工艺,目前还不是完全依靠绿氢来还原铁矿石。工厂把炼钢过程中产生的焦炉煤气(COG)净化处理,制成富氢还原气,再送入竖炉。
焦炉煤气中含有氢气、一氧化碳、甲烷等成分。张宣科技把这些气体按直接还原工艺的要求进行净化和调配,用作铁矿石的还原剂。
与常见的以天然气为主要原料的气基DRI工艺不同,HBIS采用的是利用现有工厂焦炉煤气的零重整方案。公司方面表示,这样做既能重新利用副产气体、减少化石燃料消耗和碳排放,也为今后扩大绿氢应用打下了基础。
现场还介绍了一套循环结构:使用过的气体经过净化后,送入压缩设备,再重新投入生产工艺。
不过,目前的工艺仍会产生碳排放,原因是焦炉煤气中含有一氧化碳和碳氢化合物。相比彻底的零碳炼钢工艺,张宣的设备更准确地说,是一种大幅降低了高炉-转炉排放水平的氢浓缩还原气低碳直接还原工艺。
从DRI到电炉、汽车板,打通完整生产体系
张宣科技受到关注,不仅因为它能生产DRI,更因为它把DRI生产和实际钢材制造连成了一条完整的生产线。
竖炉产出的DRI被送入电炉,与废钢一起熔炼,随后经过连铸和轧制,制成汽车板等高附加值产品。氢冶金、电炉炼钢、连铸和板材生产,被整合成了一套完整的生产体系。
公司相关人员介绍,目前电炉原料是DRI和废钢搭配使用,两者投入比例大约是2比8。
张宣科技的汽车板产能为年产150万吨。去年产量约为80万吨,今年目标是达到100万吨。
HBIS把这类低碳钢材以"HINEX Steel"品牌对外供应。公司正针对汽车、家电、新能源设备等下游行业,分别打造低碳产品线,同时扩大产品碳足迹管理、全生命周期评价(LCA)和环境产品声明(EPD)认证的覆盖范围。
此外,HBIS还在与包括宝马在内的多家全球汽车企业合作,共同构建低碳钢材供应链,扩大低碳钢材在汽车领域的应用。
氢冶金推广的关键,在于"生产成本"
此次走访中,最大的感受是:氢基直接还原技术已经走出实验阶段,真正应用到了钢铁生产一线。
正如前文所说,张宣科技用富氢还原气生产DRI,再把DRI接入电炉和汽车板生产,形成了一套真正在运行的工业规模生产体系。
不过,如何降低生产成本,仍然是一道难题。现场人员表示,要让氢基竖炉真正具备竞争力,目前的生产成本需要大幅下降,降幅要达到一半以上。其中,能否稳定获取价格有竞争力的绿氢和低碳电力,被认为是未来业务扩张的关键条件。
目前,张宣的做法是利用现有钢厂产生的焦炉煤气来提高氢气比例。这样做的好处是可以利用现有设备和副产气体减少碳排放,但要把排放水平真正降到碳中和的程度,长远来看,还是要扩大绿氢和可再生能源发电的使用比例。
张宣科技目前还不是一座完全的零碳钢厂。但它把氢浓缩还原气生产DRI,与电炉炼钢、汽车板制造连成一体,并且真正投入运行,这一点意义重大。
张家口的现场,同时展示了氢冶金炼钢的前景和尚待解决的问题。技术已经进入了产业一线。竞争的重心,正在从"是否使用氢",转向"能否稳定、经济地获取氢,从而生产出低碳钢材"。
另外,HBIS提出的目标是:碳排放较2025年峰值下降10%,到2030年下降30%,到2050年实现碳中和。为实现这一目标,公司提出的主要手段包括:扩大氢冶金和电炉规模、增加废钢与DRI使用量、提高绿电占比、利用生物质能,以及推进碳捕集、利用与封存(CCUS)等。
铂道综合韩国行业网站报道。