近日，《中国冶金报》记者专访了中冶赛迪工程技术股份有限公司低碳高炉技术负责人王刚，围绕钢铁厂富氢含碳煤气高效利用的减碳策略、技术可行性、实践成果及行业发展方向等核心话题，展开深入交流，为钢铁行业炼铁工序低碳转型提供了清晰思路与可行方案。

富氢含碳煤气利用 从“燃料型利用”转向“还原型利用”

“当前钢铁厂的富氢含碳煤气，正处于‘利用不充分、价值未释放’的状态。”采访伊始，王刚就点出了行业痛点。他介绍，钢铁厂副产的高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气是宝贵的二次能源，按焦比355千克/吨、铁钢比1∶1.15估算，三者的吨铁煤气热值当量分别达4971兆焦耳/吨、910.8兆焦耳/吨、2490兆焦耳/吨。但在现实中，这些煤气大多被用于燃烧加热或发电，仅利用了其热值，不仅浪费了化学还原功能，而且煤气中一氧化碳、甲烷等组分燃烧后产生的二氧化碳直接排放，进一步推高了钢铁厂碳排放量。“即便是效率较高的超临界煤气发电机组，能量利用效率也仅为40%左右，能源浪费问题突出。”王刚说道。

针对这一现状，王刚提出，钢铁行业减碳的关键之一，就是转变富氢含碳煤气的利用方式——从“燃料型利用”转向“还原型利用”。他解释，高炉炼铁的热效率超过90%，远高于煤气燃烧或发电系统，将富氢含碳煤气应用于高炉冶炼，可充分发挥碳还原与氢还原“热力学协同、动力学互补”的特点，实现碳氢耦合增强还原，大幅提升铁矿石的间接还原度，从源头减少固体碳素消耗。

谈及技术可行性，王刚用具体数据与工业实践给出了明确答案。他表示，富氢含碳煤气用于高炉冶炼，核心降碳机理是通过喷吹煤气发展高炉内的间接还原，以氢替代部分碳还原，降低碳直接还原比例。经测算，外购电和高炉煤气喷吹系统与传统煤气发电和常规高炉系统相比，吨铁总二氧化碳排放可降低236.9千克/吨，减碳比例达19.7%；随着未来全社会绿电比例增加，减碳比例将进一步提高，最高可达40%以上。

国内外的工业实践也进一步验证了该技术的可行性。王刚介绍，国外某3.94立方米试验用氧气高炉通过喷吹部分脱除二氧化碳的炉顶煤气，固体燃料比降低128千克/吨，减碳15%；国外某1033立方米氧气高炉喷吹脱除二氧化碳的高炉煤气，固体燃料比降低239千克/吨，高炉产量提升25%～30%，减碳约30%；国内某430立方米顶煤气循环高炉喷吹耦合全氧冶炼，高炉工序减碳21%；中冶赛迪低碳高炉1.0项目则实现燃料比降低20千克/吨～30千克/吨，减碳10%，正在工程化落地的2.0技术则将实现减碳40%。

两大核心路径推动富氢含碳煤气 高效用于高炉还原冶炼

如何推动富氢含碳煤气高效用于高炉还原冶炼？王刚给出了两大核心路径。一是通过能源替代，随着我国绿电占比不断提升，未来钢铁厂可加大外购绿电力度，替代煤气发电，将富氢含碳煤气全部用于高炉冶炼，从源头降低碳排放。据全球能源互联网合作组织测算，到2050年，我国风光发电占比将达60%，绿电的普及将为这一路径提供坚实支撑。二是加大高炉煤气喷吹技术研发力度，提升煤气置换效率，通过对煤气进行加压、脱碳、加热处理提升品质，优化高炉炉型设计，改善原燃料条件，进一步释放减碳潜力。

王刚重点介绍了中冶赛迪自主开发的3R低碳高炉技术路线。该技术基于工业生态学理念，重构“高炉—焦炉—转炉”跨工序耦合的碳氢循环新工艺流程，可实现高炉大幅减碳10%～50%，未来结合CCUS（碳捕集、利用与封存）技术有望实现“近零碳”。其中，1.0技术已在河北某钢厂2座2000立方米级高炉建成全球首例示范工程，年减排二氧化碳约40万吨，相当于减少16万吨标准煤消耗，目前已推广至7座同级别高炉；2.0技术则提出顶煤气循环+极致富氢相耦合的工艺，可将间接还原提升至90%，实现减碳40%以上，推动高炉低碳变革。

在效益层面，王刚表示，富氢含碳煤气用于高炉冶炼的效益与焦炭、煤粉价格、降焦比例正相关，与电价负相关。按过去3年焦炭和煤的平均价格并综合考虑碳税效益计算时，该工艺具备显著经济效益；相较于常规高炉，高炉顶煤气循环工况可降低铁水成本30元/吨～50元/吨，“顶煤气+极致富氢”工况可降低50元/吨～100元/吨，实现减碳与增效双赢。

采访中，王刚还就炼铁工序碳排放核算方法提出了专业建议。他表示，当前行业存在煤气全部抵扣法、部分抵扣法、不抵扣法3种核算方式，其中煤气部分抵扣法（仅抵扣煤气中一氧化碳的有效碳素，不抵扣工序产生的二氧化碳中的碳素）更符合实际情况，能真实反映炼铁工序的碳排放水平；不抵扣法则只计算源头固体碳素造成的碳排放，能够加强对源头进行减碳控碳。“合理的核算方法是推动减碳工作的基础，只有精准核算，才能明确减碳目标、衡量减碳成效。”王刚表示。

最后，王刚总结道，钢铁行业低碳转型是一项长期任务，富氢含碳煤气的高效利用是炼铁工序减碳的重要突破口。未来，中冶赛迪将持续深耕3R低碳高炉技术研发与推广，不断优化技术路线，推动更多钢铁企业实现煤气资源高效利用，助力钢铁行业实现绿色低碳高质量发展。