2021-06-30-中国工程科学-煤-焦-氢-铁产业链发展关键-2022_13页_861kb

煤－焦－氢－铁产业链发展关键技术与战略思考总结

核心内容

煤－焦－氢－铁产业链是煤炭、焦化、钢铁等能源资源消耗型产业向绿色低碳转型的重要路径。该产业链结合了煤炭、焦化、氢能与钢铁产业，旨在实现能源生产与消费革命，推动钢铁行业向清洁化、低碳化、智能化、高端化发展。文章系统分析了我国在该产业链中的技术路径、发展潜力及战略布局，尤其以山西省为案例，提出了产业发展目标和路径选择建议。

主要观点

• 钢铁行业碳排放问题严重：全球75%的钢铁生产采用高炉-转炉工艺，导致高碳排放，我国钢铁行业以高炉-转炉长流程为主，碳排放占全国总量的15%。
• 直接还原铁（DRI）的优势：DRI工艺相比传统工艺具有低硫、低磷、高热能、低杂质等优点，可显著降低电炉炼钢的碳排放，是钢铁行业转型的重要方向。
• DRI工艺的推广必要性：我国DRI产量仅占世界0.9%，远低于世界平均水平，且依赖进口，发展DRI势在必行。
• 氢能是关键环节：氢气作为DRI生产的主要还原剂，其来源包括蓝氢（化石能源制氢）、灰氢（工业副产品制氢）、绿氢（可再生能源制氢）。
• 技术路径多样且各有优劣：文章对比了5种技术路径（煤直接气化制氢、焦炉煤气制氢、多能协同制氢、非常规天然气制氢、低阶煤改性结焦气化一体化制氢）在能耗、碳排放、经济性等方面的表现。
• 山西省作为典型案例：山西具备丰富的煤、焦资源和氢能潜力，是发展煤-焦-氢-铁产业链的优选地区，其产业布局与技术路径选择具有示范意义。

关键信息

技术路径对比分析

山西省产业布局与技术路径

• 焦炉煤气制氢DRI：在晋中、晋南地区布局，集中于焦化集聚区和钢焦联合企业，是近期主要路径。
• 煤成气制氢DRI：主要在临汾市、晋城市等焦炉煤气资源不足地区作为补充。
• 可再生能源制氢DRI：在晋北地区推广，但需解决成本、储运等问题。
• 低阶煤改性结焦气化一体化富氢燃料气DRI：在晋北地区进行示范，解决炼焦煤短缺问题。

产业发展目标

• 近期（2021—2035年）：以灰氢炼钢为主，推广焦炉煤气制氢DRI，建设示范项目。
• 中期（2035—2050年）：灰氢向绿氢过渡，形成以化石能源与可再生能源多能互补制氢DRI、非常规天然气制氢DRI为主导的产业格局。
• 远期（2050年以后）：以绿氢炼钢为主，形成以可再生能源为主、CCUS辅助的绿色低碳产业链格局。

战略建议

1. 树立清洁低碳发展理念：推动能源革命和生态文明建设，以新发展理念为指导，实现煤-焦-氢-铁产业链的绿色转型。
2. 推进能源转型发展：将资源优势转化为发展优势，注重产业链上下游协同，提升产业附加值。
3. 注重顶层设计：制定产业集群整体发展规划，推动区域资源互补，避免重复建设与产能过剩。
4. 完善政策、科技与人才支撑：加强政策引导，推动科技攻关，培养复合型人才，支撑产业链高质量发展。

总结

煤-焦-氢-铁产业链的发展是实现我国能源绿色转型、钢铁行业低碳化的重要手段。山西省作为资源大省，具备良好的产业基础和技术条件，可成为该产业链发展的典范。未来需通过多种技术路径协同推进，结合政策引导、科技支撑与人才储备，实现产业链的可持续、高质量发展。