氢能冶金 碳中和正在进行时，炼铁氢还原替代碳还原的新时代已至！
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世界的发展离不开元素周期表中这个排名26的不起眼元素——Fe。自公元前2500年古赫梯人第一次从来自太空的陨石中提炼出这种物质开始，钢铁就始终伴随在人类的发展过程中，4500年来，无论哪个民族，哪个国家，在其发展中都必然要用到大量的铁元素，钢铁在人类发展的过去、现在和可预见的未来中都将一直并持续占据最重要的地位。没有钢铁，就没有现在的人类文明。
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一、碳的还原剂时代
铁元素在地壳中含量第四，但却天生易被氧化，在把铁从氧化物中还原出来的过程中，碳起到了至关重要的作用。
通常炼铁的过程是使用焦炭作为原材料，先通过焦炭与氧气的反应生成一氧化碳，再用一氧化碳与铁矿石反应生成铁，在这个过程中会产生大量的二氧化碳。高炉-转炉的冶炼过程又叫长流程炼钢，据世界钢铁协会的统计，在2019年全球粗钢产量中，长流程占比约72%，短流程占比约28%，在2019年中国粗钢产量中，长流程占比90%，短流程占比10%，除中国外，海外长流程占比52%，短流程占比48%。
使用碳作为还原剂有着悠久的历史，这种工艺简单，原材料易得，化学反应条件也不苛刻，最重要的是，它是将铁从铁矿石中冶炼出来的最主要方式。全世界钢铁存量中，99%以上都是通过这种方式被冶炼出来的，但是现在，这种生产方式已不符合世界低碳发展的潮流。
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二、绿色！绿色！
一直以来，钢铁生产给世界的印象就是高污染，与之伴生的还有雾霾、落后等。中国自“十二五”时期便开始大力改进钢铁生产的工艺流程，诸如轧钢余热回收技术、烧结烟气脱硫脱硝技术、降低漏风率技术、喷吹煤粉技术、厚料层烧结技术、高炉煤气回收利用技术、高温高压干熄焦技术、球团废热回收技术以及煤调湿技术得到大规模推广。据力拓中心研究，采用全部25项工艺可为钢企减少0.9吨吨钢碳排放，但想要做到净零碳排放，必须采用更彻底的脱碳技术，钢铁企业必须立刻开始为如何实现“碳中和”思考并付诸行动了。
三、我们能离开“高炉”炼铁吗
世界各国家和地区的发展是极不均衡的，既有美国这样的超级发达国家，也有非洲这样的极不发达地区，在社会发展的过程中，一定会经历钢铁消耗量大幅增加到逐渐缩减再到趋于稳定的过程。以美国为例，其1899年产钢1081万吨，1953年突破年产钢亿吨大关，1973年其年产钢达到13680万吨，此后则逐渐下降并趋于稳定。从人均粗钢消费上来看，欠发达国家的人均粗钢消费与发达国家有较大差距，据世界钢协统计，2019年美国、德国、中国、韩国、日本南美、非洲的人均粗钢消费分别为330kg、443kg、659kg、1082kg、550kg、100kg、32kg，地区发展极其不均衡，发展中国家的粗钢消费仍有极大提升空间，世界上的钢铁资源在这个意义上来说仍将在很长一个时期内处于短缺状态。
长流程和短流程炼钢最大的区别在于是否能增加钢铁存量，短流程炼钢使用废钢作为原材料，无法增加全球钢铁供应基数，只有长流程炼钢可以实现钢铁存量的持续增长，直至消灭全球意义上的粗钢短缺。毫无疑问，这个过程将是非常漫长的。马克思在资本论中早有预言：“在资产阶级社会的胎胞里发展的生产力，同时又创造着解决这种对抗的物质条件。因此，人类社会的史前时期就以这种社会形态而告终。”在资本主义尚处全球扩张的阶段，社会生产力必将会持续增长，直至我们进入真正的“人类社会”，否则人类发展就将永远处在“史前时期”。因此，炼铁只会不断发展，不会因为碳中和目标的束缚而停滞，而在这个过程中，炼铁的方法将会不断转变，最终形态或许与现在的高炉炼铁完全不同。
四、阵痛、调整
碳中和的根本要义是减少碳排放，源头治理。炼铁方式必须从根本上改变，发展短流程、改进工艺、产能转移都是指标不治本，这是一场必须要赢的战争，其结果不仅关乎企业的存亡，也关乎人类的可持续发展。要看到，国家已经为碳中和做了长期布局和大量投入，全国范围内的特高压输电线路已然成形，西电东送的价格甚至低于本地煤电的上网价格，未来清洁能源的产量和用量必将超过所有人的预期。顶层设计已然铺好，如何使用清洁能源实现绿色生产、如何逐渐实现生产方式的过渡、如何把握住过渡阶段的超车机会是众多企业需要思考的重要问题。
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