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近日，由中冶京誠總體設計的河鋼張宣科技氫能(章務néng)源開(kāi)發(fā)和利用工程廠現示範項目經(jīng)過(guò)安全、順利、連續生産，産品高純直坐門接還(hái)原鐵金屬化率已穩定在94%以上，各項指标達到國(guó)空科際一類标準，标志著(zhe)全球首例120萬噸氫冶金工程示範項目一期工程圓錢聽滿成(chéng)功，也标志著(zhe)我國(guó)鋼鐵行業由傳統對飛“碳冶金”向(xiàng)新型“氫冶金”的轉變邁出颠覆性、示範性、關鍵性步伐，是個開(kāi)啓了鋼鐵行業綠色、低碳、智能(néng)化發(f西習ā)展新紀元。

從2021年5月10日開(kāi影行)工建設，到2022年12月16日全線建成(暗分chéng)投産，這(zhè)項由河鋼集團與意大利特諾恩（通拿TENOVA）聯手中冶京誠共同研發(fā)和建設的全球首物友例120萬噸氫冶金工程示範項目一期工程，在河鋼集團張宣科技討哥建成(chéng)投産，爲世界氫能(néng)綜合利用解鎖了計多新應用場景。該工程在全球首次采用了以焦爐煤氣爲還(hái)原氣體資兵的高壓豎爐零重整氫冶金技術，工藝氣體中氫碳比高達離商8∶1以上，産品——綠色高純直接還(hái)原鐵金屬化率如文達到94%以上，達到國(guó)際一類标準；比同等高爐長(cháng)廠從流程生産每年減少二氧化碳排放達80萬噸，減排比例達到70%。中讀作國(guó)鋼鐵工業協會(huì)在給其的賀信中指出地雨，這(zhè)是氫冶金核心關鍵技術創新的重大突破，是中國會妹(guó)鋼鐵史乃至世界鋼鐵史子術上由傳統“碳冶金”向(xiàng)新型“氫冶金”轉的知變的重要裡(lǐ)程碑，引領鋼鐵行業邁入“以氫代煤”冶煉“綠鋼微秒”的時(shí)代。

走近全球首例120萬噸氫冶金工程示範項目，可以看到在其背後(hòu雨歌)，是重構用能(néng)體系的突破桎梏，是勇闖創新無人小東區的責任擔當，是智能(néng)化建設先行的集智聚力。

重構用能(néng)體系——打破鋼鐵碳減排的天花闆

近年來，氣候變化成(chéng)爲全球持續關注的焦點，各國(guó)國老都(dōu)緻力于推進(jìn)碳減排行動。作爲被(bè關水i)重點關注的碳排放大戶，傳統鋼鐵行業面(miàn)臨著(得上zhe)越來越嚴峻的碳減排任務。傳員去統鋼鐵生産的能(néng)量載體主要來源于碳元素，所以鋼鐵工業的紙吧氣體排放物主要是碳氧化物。從全球範圍看，20家做22年，全球鋼鐵工業碳排放量約爲28億噸，占全球能(néng兵會)源系統排放量的8%左右，中國(guó)鋼鐵工道一業碳排放量貢獻了全球鋼鐵碳排放總量的60%以上，占全國(guó)碳舊現排放總量的15%左右，是我國(guó)制造業領域中碳排放量最多的行業。的她可見，鋼鐵行業的碳減排任務十分艱巨，推進(jìn)鋼鐵工業降碳是我國(看新guó)“雙碳”目标實現的重點關注領域。而經(jīng)工城過(guò)多年發(fā)展的我國(guó)鋼鐵工業的生産技術已經(jīng年問)達到世界一流水平，以提高碳素多爸能(néng)源利用效率爲核心的節能(néng)降碳空間已趨于林學微小，意味著(zhe)通過(guò男火)傳統工藝技術創新促使高爐長(ch呢東áng)流程生産大幅度降碳已幾乎觸碰到物河了天花闆。

2023年5月17日，歐盟碳邊境調節機制（CBAM）電女正式生效，意味著(zhe)鋼鐵、水泥等多個行業將(jiāng)被(bè議用i)征收“碳稅”。根據預測，我國(guó)鋼鐵行業出口成(chén坐月g)本或增加4%~6%，粗算爲2億~4億美元內舞。同時(shí)，鋼鐵下遊行業也越來玩知越關注鋼材産品的碳排放量，如奔馳、寶馬等汽車企業現好已經(jīng)要求鋼鐵供應商提供汽車闆産品的生命周期評價報一話告，并提出“綠鋼”要求。這(zhè)意味著(zhe)，如果不能術兵(néng)盡快降低鋼鐵工業的碳排放量，不僅將(jiāng)會要門(huì)通過(guò)“碳成(chéng)本提升”直接影響鋼鐵森票産品的國(guó)際競争力，還(hái)會(huì)通過(g上票uò)“碳足迹”影響下遊制造業和建築業的綠色發(fā)展。因此，術章鋼鐵生産要實現突破性碳減排，必須要從能(néng)源姐音這(zhè)個源頭入手。重構鋼鐵生産用能(néng)體系，這(zhè)個不月吧破不立的新理念，爲打破冶金低碳減排的天花闆指明了新方向(x為會iàng)。

近年來，氫能(néng)作爲一種(zhǒng)請這綠色、清潔、高效的二次能(néng近拍)源正在加速發(fā)展。如果鋼鐵生産實現“以氫代碳”的能(來一néng)源轉換，將(jiāng)從源頭上大幅降低碳排放，甚至可以實美男現鋼鐵生産的“淨零碳”排放。冶金還(h白樂ái)原反應原理反映出，氫氣是空靜一種(zhǒng)很好(hǎo)的高效還(hái)原劑。氫氣擴散月高速度約爲一氧化碳的4倍，其還(hái)原産物水的擴船白散速度約爲二氧化碳的1.5倍，所以氫氣能(néng)夠比一氧化碳更快地通過亮開(guò)礦石細微的孔隙達到反應界面(miàn)，還(hái)原知湖後(hòu)生成(chéng)的水雜外蒸氣也比二氧化碳擴散得快。氫氣不但本身具有還(hái)原作用，而且對高雨(duì)一氧化碳還(hái)原具有催化作用。可見，氫還(há跳服i)原比碳還(hái)原的效率更高，公讀且氫氣還(hái)原産物是水，沒(méi)有溫室氣體産生。裡嗎鋼鐵生産如果使用“氫還(hái)原”替代“碳還(hái)原”，既可以省去燒結、男業煉焦等重污染工序，其産品——直接還(hái)這什原鐵又能(néng)補充我國(guó)廢鋼資源不足，爲高質量鋼材提供優質純淨離空鐵，是電爐生産高端優質鋼和特種(吃那zhǒng)鋼的純淨原料，進(j線雜ìn)而提高我國(guó)高端綠色低碳鋼鐵産品的國(guó)際競争力。刀路

勇闖創新無人區——引領世界鋼鐵工業綠色發(fā)展件拍的颠覆性變革

爲了有力抓住重構鋼鐵生産用能(néng)體系的發謝那(fā)展機遇，中冶京誠攜手河鋼集團著(zhe)司讀手探索將(jiāng)氫能(néng)用于鋼鐵冶金生産流算廠程。但發(fā)展氫能(néng)冶金，必須解決兩(liǎng)個前提。事票

一是必須有豐富且廉價的氫氣資源。氫能(néng)是一種(zhǒng)二次能站腦(néng)源，不像煤、石油和天然氣等可以直接從地暗是下開(kāi)采，必須通過(guò)一明匠定的方法利用其它能(néng)源制取。由于資源和能(néng)源東來禀賦，目前我國(guó)主要通過(guò)化石燃料制氫，主在花要在化工領域應用。作爲鋼鐵聯合企業來說(shu低跳ō)，焦化工序不僅可以爲高爐提供優質的答遠焦炭，而且其副産品——焦爐煤氣含有60%左右的氫氣。對(duì)氫冶有廠金來說(shuō)，焦爐煤氣無論是從供應規模，還(hái)是經(jīn計這g)濟性上都(dōu)能(néng知體)很好(hǎo)地滿足氣源需求。不員一過(guò)，這(zhè)是根據現有資源和能(néng)源禀算作賦采用焦爐煤氣制氫，隻是過(guò)渡。張宣科男林技120萬噸氫冶金工程示範項目一拿唱期工程爲未來實現100%綠氫豎爐直接還(hái)原打下了匠水基礎。未來，随著(zhe)分布式能(néng)源發(fā)電及核電行業發(歌務fā)展，制氫技術將(jiāng)快校器速進(jìn)步，相關機構預測在2025年~2030年，大規模家票廉價的氫氣將(jiāng)大量應用于全社會(h議兵uì)，爲未來氫冶金發(fā)展提供穩定的氣源供給。

二是必須開(kāi)發(fā)一整套流程和設備作爲工藝載體算鐵。近代鋼鐵工業已經(jīng)發女師(fā)展得相當成(chéng)熟，目前國(guó)内外成(光年chéng)熟的工藝主要包括高爐、熔融還(hái)原、煤基和氣基直接還(há關話i)原等，其中高爐工藝主要使用以焦炭和煤爲主的碳熱還(hái)原體系，熔融還(少和hái)原和煤基直接還(hái)原熱也工藝雖然可以沒(méi)有焦化和燒結等工票劇序，但仍然是以煤炭爲能(néng)源的碳冶金。這(zhè)些工藝即使可以實現刀放局部富氫噴吹，但從本質上無法改變碳冶金的屬性。成(chéng)熟的氣基直接還(懂東hái)原工藝主要集中在北非和中東地區，采用天然氣爲去火氣源，天然氣經(jīng)重整後(hòu)新志得到氫氣和一氧化碳的混合氣體進(jìn)行還(hái)原煉鐵，從原理角但我度是最接近氫冶金理念的。因此，要實現“以氫代碳”的能(néng)源重請男構，選擇氣基直接還(hái)原爲工藝載著亮體符合氫冶金工藝的創新需求。

在解決了氣源和确定了工藝流程後(hòu)，2019年11月22日，“關能區于河鋼集團與意大利特諾恩（TENOVA）著從聯手中冶京誠共同研發(fā)和建設全球首例120萬噸規模的鐘鄉氫冶金示範工程”的重大事(shì)件進(jìn)行了首次公開(kāi)發(門到fā)布，并确定河鋼集團全球首套氫冶金項目旨在采用焦爐煤氣“自人你重整”制氫，生産綠色高品質的直接還來明(hái)原鐵。其基本路線爲：從分布式是關綠色能(néng)源、低成(chéng)本制氫、焦爐煤氣淨化、樂件氫冶金、成(chéng)品輸送、二氧化腦那碳脫除等全流程進(jìn)行創新研發(fā)吧街，探索一條世界鋼鐵工業發(fā商章)展低碳，甚至“零碳”經(jīng)濟的最佳途徑，從改長視變能(néng)源供給結構入手，徹底解決鋼鐵冶金過(gu近分ò)程中産生的環境污染和碳排放問題，引領鋼鐵冶煉工藝的綠對件色、低碳變革。

以智慧驅動生産——推動氫冶金工程全面(mi們村àn)實現綠色智造和智造綠色

今天，河鋼集團在現有設計成(chéng)果的基礎上，基于數字孿生技術，司說正在建立氫冶金智能(néng)控制系統數字模型，將(jiāng)産線“克隆計道”到雲端，打造新一代智能(néng)管控匠煙模式，樹立全生命周期運營管控新理念。

其實，在該項目建設之初，中冶京誠與河鋼集團就(jiù)爲全廠設計注中理入了數字化基因，依托氫冶金的編碼體系，結合中冶京誠玩紙BIM（建築信息模型）設計經(jīng)驗打造鋼廠的數字的醫孿生體。目前，中冶京誠與河鋼集團正努力構建國(guó)内首套氫冶金全生雪書命周期數據編碼體系，爲實現工廠級、麗廠車間級、設備級數字孿生的全面(miàn)應用奠定基礎。該項目以“就民一張藍圖管到底”爲基本思想，實現氫空說冶金全産線從設計、建設到運行的全生命問我周期智能(néng)化管理，形成(chéng)全業務系統多源數暗見據融合應用方案，且數出同源，爲全廠生産、質量、能(néng)源、環保是木、安全、設備的管控提供統一平台，實現一體化管控。該項目的主要思路是以自動短答化、信息化、智能(néng)化、數字化爲指導路徑，以個可數字孿生成(chéng)熟度模型爲評價标又理準，構建全球首例氫冶金智能(néng)應用，實現涵蓋全工藝流秒商程、全生命周期、全業務系統的智慧化管理。

一是以設計爲先導，以虛仿實。依托中站南冶京誠BIM設計成(chéng)果，結合海吃數字孿生技術，爲企業搭建集工程設計和設備設計于一體的數字化協同設計平台，并對(文話duì)整個産線進(jìn)行模拟和仿真，爲氫冶金提供安綠亮全高效的數字化解決方案。

二是以交付爲根基，以虛映實。搭建氫冶金工程數據中心，彙聚設計、采購、水光施工全過(guò)程信息，構建以“對(du什個ì)象”爲核心的“網狀”數據結構，打造企業資産數據庫，實就北現工程建造全生命周期信息（如設計、采購、制造、器靜施工、安裝和調試）的集中存儲，節省設計、施工全過(guò)程時(sh書女í)間，提高建設效率。

三是以智控爲血脈，以虛控實。建設了基于艾默生公司DeltaV系統的DCS（分南員散控制系統）及SIS（安全儀表系統）系統，實現産線的自動化運行，并爲産線穩定國訊運行築起(qǐ)了一道(dào)安全屏行哥障；建立了加熱爐、換熱器、預熱器、冷卻和清潔、壓縮機、燃燒、冷卻塔、豎爐、對市外部冷卻器等全套數字模型，通過(guò)實要聽時(shí)數據和模型計算，實現智能(néng)答行化控制，助力企業打造無人化、少人化生産場景。

四是以數據爲大腦，以虛預實。打造鋼企信息化架構，建設了ERP（企業資源計劃樹體）系統、産銷系統、實時(shí)數據采購系很店統、設備管理系統等，全面(miàn)融合生産、質量、能(néng)影喝源、環保、安全、設備數據，結合大亮筆數據分析和人工智能(néng)技術，實現精準智慧決策，向(慢湖xiàng)著(zhe)以虛預實的方向(xiàng)不斷前進(jìn章拍)。

“氫”啓綠色，“智”聯世界，“能(néng)”創未來。中冶京誠與河鋼集團開厭將(jiāng)進(jìn)一步助力氫冶金工程向(xiàn腦年g)著(zhe)虛實共生的綠色智能(néng)化方向(xiàng)不斷前進(學上jìn)，將(jiāng)河鋼集團張宣科技打造成(chéng)爲世界一紙章流的綠色、低碳、智能(néng)的氫冶金短流程示範企業，并以國(g空秒uó)家冶金技術進(jìn)步爲己任，不斷深耕氫能(né小近ng)與鋼鐵的融合創新，驅動形成(chén師照g)新的鋼鐵生态産業鏈條，爲鋼志請鐵行業轉變能(néng)源結構、實現西車工藝革命提供全新路徑和創造全新場景，走出一兒門條具有中國(guó)綠色智造特色的可持續、高質量現錯發(fā)展道(dào)路。