氫氣已經成為世界各國鋼鐵企業減少碳排放的主要途徑。全球各大鋼鐵企業為實現碳達峰、碳中和目標，正廣泛開展氫還原工藝研究和中試
，探索氫冶金替代傳統高爐的碳還原工藝。圍繞氫冶金工藝應用，離不開氫氣的製取
、儲運、應用三大環節。

　　其中，氫氣的經濟化、daguimoshengchanshiqingqizaiqingyejinzhongshixianguimoyingyongdeguanjianhuanjie
，cunchuyunshuzeshilianjieqingqishengchanduanyuxuqiuduandeguanjianqiaoliang。jiexialai，bizhecongqingqidezhiquhechuyunzhelianggehuanjiechufa
，jieshaodangqianguojishangqingyejinjishudejizhonghexingongyijishujiyingyongxianzhuang。

　　氫冶金核心是氫直接還原鐵工藝
，鋼鐵企業目前正在探索和應用的製氫方式主要包括以下幾種。

　　目前，我國製氫的主要方式是化石燃料製氫，這種方法成本低
、產量大。為了實現低碳

、清潔、高效的製氫目標
，鋼鐵企業都在探索采用可再生能源電解水製氫技術
，這種技術利用風能、太tai陽yang能neng等deng清qing潔jie能neng源yuan通tong過guo電dian解jie將jiang水shui分fen解jie為wei氫qing氣qi和he氧yang氣qi

，製zhi氫qing過guo程cheng沒mei有you二er氧yang化hua碳tan排pai放fang，也ye不bu消xiao耗hao化hua石shi能neng源yuan，因yin此ci是shi一yi種zhong綠lv色se氫qing氣qi生sheng產chan方fang式shi，產chan生sheng的de氫qing氣qi也ye被bei稱cheng為wei“綠氫”。

　　可再生能源電解水製氫技術也麵臨著一些挑戰和難題，如電解效率、電解設備、電力供應、氫氣儲運等方麵需要進一步提高和完善。根據國際能源署研究
，中東、非洲、中國、澳大利亞和南美洲等地最有希望成為綠氫集中生產基地。這些地方擁有豐富的可再生能源

、便利的運輸條件。

　　電解水製氫成本一般包括設備成本、原料成本（水）、能源成本（電力）及其他運營成本。其中，能源成本即電力成本所占比例最大，一般為40%～60%，電力成本主要受能源轉化效率（即電解製氫效率）因素影響。

　　據2020年國際可再生能源機構（IRENA）測算，當電價下降到20美元/兆瓦時（0.13元/千瓦時）時shi
，製zhi氫qing成cheng本ben大da幅fu下xia降jiang
，且qie下xia降jiang幅fu度du明ming顯xian大da於yu由you於yu電dian解jie槽cao設she備bei成cheng本ben降jiang低di帶dai來lai的de成cheng本ben下xia降jiang幅fu度du，即ji設she備bei成cheng本ben的de降jiang低di不bu能neng彌mi補bu高gao電dian價jia帶dai來lai的de影ying響xiang。在zai我wo國guo，隻zhi有you當dang製zhi氫qing成cheng本ben降jiang至zhi20元/千克以下時
，相比於化石燃料製氫，電解水製氫才具有一定的競爭優勢

，此時可再生能源電價需降低至0.3元/千瓦時以下。

　　歐盟的目標是在2030年綠氫供應量達到2000萬噸，其中1000萬噸在歐盟境內生產，1000萬噸依靠進口。為此
，2030年
，歐洲需要有100吉瓦的電解槽產能，才能滿足1000萬噸氫氣生產需求。

　　截至2022年7月底
，卡塔爾的堿性電解水製氫成本為2.59美元/千克，沙特阿拉伯為3.20美元/千克
，阿曼為3.55美元/千克，阿拉伯聯合酋長國為5.14美元/千克。質子交換膜電解水製氫（PEM）成本通常比堿性電解水製氫成本高出約1美元/千克。由蒸汽甲烷重整（SMR）和碳捕獲與儲存（CCS）聯合生產的藍氫在中東地區的價格約為7美元/千克。根據中東和北非地區的可用產能，到2050年
，生產成本低於1美元/千克的綠氫是可以實現的。

　　氫氣儲運方式及成本對比

　　氫儲運成本目前占終端氫氣價格的30%左右，經濟、高效、安全的儲運技術氫氣大規模應用的製約因素之一。

　　根據氫氣的運輸形態，可以分為氣態、液態和固態等形式運輸。從運輸工具來分，可以通過管道、輪船或卡車3種(zhong)載(zai)體(ti)運(yun)輸(shu)。長(chang)距(ju)離(li)運(yun)輸(shu)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)新(xin)建(jian)或(huo)改(gai)造(zao)後(hou)的(de)海(hai)底(di)輸(shu)氫(qing)管(guan)道(dao)進(jin)行(xing)大(da)規(gui)模(mo)氫(qing)氣(qi)運(yun)輸(shu)
，比(bi)航(hang)運(yun)更(geng)具(ju)經(jing)濟(ji)性(xing)。在(zai)沒(mei)有(you)管(guan)道(dao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，目(mu)前(qian)主(zhu)要(yao)以(yi)液(ye)氫(qing)和(he)氨(an)等(deng)形(xing)式(shi)儲(chu)存(cun)，采(cai)用(yong)船(chuan)舶(bo)進(jin)行(xing)遠(yuan)距(ju)離(li)運(yun)輸(shu)。2023年9月份

，韓國浦項與美國製氨公司CF工業控股合作生產藍氨
，也是采用氨將綠色氫氣運往韓國。

　　從經濟性方麵來講，運輸氫氣的成本與氫的需求量有關，運量和運距決定氫氣儲運的方式。

　　采用哪種運輸方式
，與運輸距離、運輸規模、氫的應用場景等有關
，需要做全流程的設計和經濟性測算。單從運距角度考慮，管道輸氫在各運輸範圍內的成本最低，在500千米以內，長管拖車輸氫成本低於低溫液氫運輸成本
；超過500qianmi，diwenyeqingyunshugengjuchengbenyoushi。muqian，qingnengchanyerengchuyuchuqifazhanjieduan，jieheshijiqingyunliangjishixiangechuyunfangshisuoxudetiaojian

，changguantuocheshuqingshiqingnengfazhanchuqijieduanqingchuyungaoxingjiabizhixuan。

　　高壓氣態儲氫為短距離運輸的主流選擇。目前鋼鐵行業對儲氫技術的核心要求為安全、大容量、低成本。高壓氣態儲氫操作簡單、成本較低、jishuchengshu，danyouyuyalijiaoda
，cunzaiyidingdeanquanyinhuan
，bingqiechuqingmidujiaoxiaoshidechuqingxiaolvjiaodi。diwenyetaichuqingzaichuqingmidushangjuyouyoushi，tijimiduwei80兆帕下高壓氣態儲氫的2倍多

，但製冷耗能大
、儲存成本過高。

　　氫(qing)氣(qi)的(de)短(duan)距(ju)離(li)異(yi)地(di)運(yun)輸(shu)主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)集(ji)裝(zhuang)管(guan)束(shu)運(yun)輸(shu)車(che)進(jin)行(xing)。集(ji)裝(zhuang)管(guan)束(shu)運(yun)輸(shu)車(che)由(you)大(da)容(rong)積(ji)無(wu)縫(feng)鋼(gang)瓶(ping)組(zu)成(cheng)容(rong)器(qi)主(zhu)體(ti)，鋼(gang)瓶(ping)由(you)瓶(ping)體(ti)兩(liang)端(duan)的(de)支(zhi)撐(cheng)板(ban)固(gu)定(ding)在(zai)框(kuang)架(jia)中(zhong)構(gou)成(cheng)集(ji)裝(zhuang)管(guan)束(shu)。製(zhi)氫(qing)廠(chang)製(zhi)得(de)的(de)氫(qing)氣(qi)在(zai)通(tong)過(guo)壓(ya)縮(suo)機(ji)高(gao)壓(ya)壓(ya)縮(suo)後(hou)儲(chu)存(cun)在(zai)儲(chu)氫(qing)瓶(ping)中(zhong)
，然(ran)後(hou)由(you)載(zai)有(you)6個～10個大容積儲氫瓶的長管拖車運輸。因為氫氣密度小
，而儲氫壓力容器自重大，所以最終拖車所運氫氣的質量隻占總運輸質量的1%～2%，運輸量為260千克/車～460千克/車。長管拖車目前隻適用於運輸距離較近、輸送量較低的運輸場景。

　　高壓氫氣必須經過兩次壓縮。第一次壓縮是給槽車氫罐充裝氫氣
，通常壓力不超過30兆帕。第二次壓縮是在加氫站，為了給車載氫罐充氫，需要進一步壓縮至超過氫罐壓力。

　　液氫運輸是一種既能滿足較大輸氫量，又比較快速、經濟的運氫方法。液態氫的體積是氣態氫的1/800。液化氫可大幅提高氫的儲運效率

，運輸、儲存容器需使用特殊合金和碳纖維增強樹脂等。

　　使用已有管網輸送氫氣是低成本、長距離輸送大量氫氣的優選方法之一。直接把天然氣管網變為氫與天然氣混合氣（含氫約15%）
，僅需對原有管網進行適當的改造即可。輸送純氫，則需要對原天然氣管網進行實質性的改造，包括材料和重要部件的更換、安全性措施升級等。

　　隨著未來氫氣需求的不斷增加，管道運氫是實現大規模、長距離輸氫的主要方式。管道儲氫相較於長管拖車具有運輸體量大、距離遠、能耗損失少
、經濟高效等多重優勢。但其鋪設難度大、投資成本較高。

　　為了滿足大規模綠氫應用需求，德國薩爾茨吉特、disenkelubojiansailemitaerdeguogongsikaishiguihuajiansheconggangkoudaogangtiegongyequdeguanwang
，jianghaishangfenglifadianchangdianjiezhiqudeqingqihuojinkoudeqingqicaiyongguanwangwendingkuaisushusongdaogangtieshengchanchang。

　　此外
，新建的氫冶金項目

，例如HYBRIT和H2 Green Steel項目都在項目場地附近建設綠色製氫設施。為了保障氫氣供應的穩定性
，HYBRIT項目還利用合作方的礦洞建設儲氫點。

　　資源稀缺的鋼鐵企業

，則選擇在可再生能源豐富的地區投資建設綠色電解製氫廠
，例如浦項在澳大利亞、中東等地區開發綠氫資源，後期采用氨運輸氫氣
，以滿足國內生產需要。（康斌）