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近期，德國著名鋼鐵企業——蒂森克虜伯鋼鐵公司宣布將建造氫能源直接還原工廠，屆時工廠將擁有250萬噸直接還原鐵(DRI)產能，未來每年減少超過350萬噸的二氧化碳排放，計劃于2026年底完工。
氫冶金（指在鋼鐵的還原冶煉過程中，使用氫氣作為主要還原劑）因其天然的低碳屬性，在國內外備受關注。據了解，近年來國內鋼鐵企業也開始布局氫冶金領域。
中國環境報記者就目前國內鋼鐵行業氫冶金技術取得的成果和未來發展，采訪了中國鋼鐵工業協會副會長兼秘書長姜維和河鋼集團黨委副書記、總經理王蘭玉。
王蘭玉表示，構建“以氫代碳”的氫冶金技術研發和應用體系，是我國鋼鐵行業實現“雙碳”目標的重要方向。
“與傳統的碳冶金相比，氫冶金有著明顯的優勢，可以從源頭降低二氧化碳的排放量。”姜維介紹道，“目前主要關注三個技術方向，即富氫/全氫氣基直接還原（含豎爐、流化床等）、富氫碳循環高爐、氫基熔融還原。”
“當前，汽車、家電、機械、造船等傳統用鋼行業正向低碳、綠色、智能、電動化轉型。為積極對接傳統用鋼行業的新需求，挖掘跟進新產業新業態和未來潛在需求的新變化，就要把發展的主動權牢牢掌握在自己手中。”王蘭玉說。
王蘭玉告訴記者，2022年12月16日，河鋼集團120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通，首創了“焦爐煤氣零重整豎爐直接還原”工藝技術，是目前工業化生產中含氫比例最高的氣基豎爐直接還原工藝，最接近未來100%氫還原的工藝狀態。
“寶武八一鋼鐵公司富氫碳循環高爐已于去年7月點火開爐，采用了高爐頂煤氣脫CO2循環和以氫代碳的富氫冶煉工藝，初步實現燃料比降低30%；建龍自主創新的30萬噸/年氫基熔融還原法冶煉高純鑄造生鐵項目初步試驗已于2021年4月成功出鐵，未來將就氫的應用開展研究。”姜維補充道。
根據國內外氫冶金技術的研發和應用進展情況看，按照氫用量的不同，氫冶金可實現不同程度的碳減排效果。但與此同時，姜維也列舉了氫冶金在技術應用方面面臨的諸多難點。
目前氫冶金技術普遍采用焦爐煤氣和煤制合成氣技術，未來鋼廠限制用煤，所以為解決氫氣氣源問題，化工用煤制氣技術用于直接還原方面有待突破；
氣基豎爐要求入爐球團鐵品位達到67%以上，高品位礦粉供應、氧化球團低溫還原粉化、高溫還原膨脹、高溫粘結等問題需要進一步解決；
還有全氫還原吸熱技術問題，氫氣還原鐵氧化物具有強吸熱效應，采取全氫氣還原時豎爐內熱量不足、溫度場不均勻，導致生產效率降低和能耗增加；
另外，高純氫氣的安全加熱、合金爐管材料的抗高溫和氫脆失效等關鍵問題、氫基直接還原和熔融還原產品應用于鋼鐵生產所涉及的鋼材品種開發以及裝備、耗材等配套問題也需要在材料設計、冶煉加工方面實現突破。
為鼓勵氫冶金技術研發與產業化應用，王蘭玉也提出了他的建議：完善相關標準規范，做好頂層設計；通過優化產能置換政策，鼓勵氫冶金工程的探索性研究實施；設立專項資金，開展氫冶金技術重大專項研發；開發科學、系統的降碳量化方法，鼓勵氫冶金降碳產品的交易及低息貸款；制定金融補貼政策等。
隨著國家能源結構調整，清潔能源產業的快速發展，大規模低成本制氫技術的突破與應用，將為氫冶金的發展提供能源支持。氫冶金技術將在我國逐步實現應用，為鋼鐵工業實現碳中和發揮重要作用。
