长流程绿色低碳转型

有一家钢铁企业，它做了一件石破天惊的事，将传统的炭炼钢炼铁工艺变为氢冶金技术，触摸到了产业未来的天空。为什么这家企业要自己“革自己的命”，这么做又为它带来了什么样的韧性自由度？

首先，来了解一下故事发生的背景。

我国钢铁行业碳排放量占全国碳排放总量的比例稍高，为达成“双碳”[5]目标，国家对钢铁行业降碳提出更高要求，钢铁行业必须通过工艺流程变革、用能结构优化、研发全生命周期绿色低碳材料等措施，从根本上摆脱对化石能源的绝对依赖。

这里的潜台词非常明确，钢铁企业如果不进行革命式的减碳创新，就将被无情淘汰。事实上，像钢铁这种传统行业，近些年面临的内外部冲击非常大，如果一味固守原有模式和技术路线，必将很快退出历史舞台，因此如何让企业在新的环境下实现可持续发展，成为整个行业关注的重点。

钢铁行业怎么实现可持续发展？“绿钢”是最重要的发展方向。

在河北钢铁集团眼中，“绿钢”是难得的发展机遇，而绿色产品本身就具有强溢价的特点。为此，河北钢铁集团将绿色制造作为公司战略转型的关键，以突破传统冶炼模式为核心，在工艺、用能、材料等方面联合发力，走出了一条全新的钢铁行业绿色可持续发展之路。

具体来说，河北钢铁集团采取了以下几项关键举措。

首先，突破氢冶金的技术瓶颈，实现从碳冶金到氢冶金的根本性转变。

传统炼钢炼铁遵循的是碳冶金的技术路线，以“高炉—转炉”的长流程炼钢工艺为主（占90%左右）。这种技术路线和工艺流程会导致高碳排放，甚至已经接近热力学极限，难以大幅度降低碳排放。为此，河北钢铁集团联合中科院、东京大学、北京科技大学、昆士兰大学等国内外知名机构和院校，共同研发氢冶金这一突破性技术。其中的关键就是实现利用氢作为还原剂代替碳还原，即通过氢与铁矿石的反应来置换出铁矿石中的氧，其工艺流程环节减少，复杂度也大大降低。经过一段时间的研发攻关，河北钢铁集团搞清楚了用氢冶金的原理，突破了“富氢气体直接还原”核心技术，并开发出了100%绿氢竖炉装备。

其次，在攻克工艺技术难关后，河北钢铁集团推动全球首例120万吨氢冶金示范工程落地。

要形成落地的新型冶炼模式，必须要有规模化量产的示范工程。为此，河北钢铁集团采用协同创新模式，基于核心技术突破，集成多项国内外先进技术，历时三年多建成了全球首例120万吨焦炉煤气零重整氢冶金示范工程。该示范工程利用氢作为还原剂代替碳还原，首创“焦炉煤气零重整竖炉直接还原”工艺技术，可实现炼铁工艺流程近零碳排放；与同等生产规模的传统“高炉—转炉”长流程工艺相比，每年可减少80万吨、约70%的碳排放，有效减少了二氧化碳排放，项目稳定连续生产，各项指标达到世界领先水平。同时，河北钢铁集团利用新型冶金技术生产的绿色低碳热锻模具钢，售价比普通模具钢高50%以上，经济效益显著。

最后，河北钢铁集团建成了国内首家短流程特钢厂及世界首家长流程绿色钢厂。

基于120万吨氢冶金示范工程的成功应用，河北钢铁集团又乘势推动了“废钢—电炉”短流程炼钢技术的应用，建成了国内首家“全废钢电炉短流程”绿色低碳特钢企业——石钢新区。这个钢铁制造新区完全以废钢为原料，以电和天然气为主要能源，实现了零煤、零焦清洁生产，能耗和污染物排放大幅降低、废水零排放。同时，河北钢铁集团在行业内首次从长流程工艺设计层面，将下属的唐钢新区打造成为环保绿色化、工艺前沿化、产线智能化、流程高效化、产品高端化的世界级现代化沿海钢铁工厂，开创了长流程低碳转型的新路径。在中华人民共和国生态环境部发布的《2022钢铁行业绿色发展水平评估报告》中，河北钢铁集团下属公司获得最高级别的“绿色发展领先水平”评价。

氢冶金技术突破性创新，在看似无路可走的局面下，为河北钢铁集团开辟了一片新天地，探索出一条新的技术路径，河北钢铁集团也因此成为钢铁行业实现绿色可持续发展的样板，引领钢铁行业迈入“以氢代煤”冶炼绿钢的时代。这种底层创新突破带来的可持续发展能力和韧性，自然比传统发展模式来得更为持久。

河北钢铁集团的案例提供了一个重要启示，就是对行业中原来的在位企业来说，是顺应突破性创新、提升韧性，还是对抗趋势、吃老本，这是一个严峻挑战。