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姜涛：《推动绿氢氢冶金快速发展》

来源： 名家讲堂 日期：2026-04-16 点击：898 属于：大咖观点

作者：姜涛（中国工程院院士，中南大学资源加工与生物工程学院教授）

我国钢铁生产规模大，粗钢产量占世界一半以上，钢铁行业碳排放量占我国碳排放总量的15%左右，减碳任务十分艰巨。氢冶金是解决钢铁碳排放问题的终极方案之一。从原理上，传统高炉炼铁以焦炭为能源，匹配转炉炼钢，每生产1吨粗钢约排放1.8吨二氧化碳；采用氢冶金工艺时，副产物是水而不是二氧化碳，可以从根本上解决碳排放问题。但氢冶金的落地，首先要解决“氢从哪里来”这一核心问题。
采用绿电电解水可获得绿氢，然而成本等原因导致当前不能实现大规模应用。天然气重整制氢，氢含量可达60%-70%。中东地区国家以及北美地区部分国家，选择以天然气为能源。以天然气为能源，采用竖炉还原工艺生产直接还原铁，可被视为一种氢冶金路径。但我国天然气资源短缺，在短期内难以实现。我国煤炭资源丰富，煤制气也是一种方案。但煤制气行业本身的碳排放量很高，吨氢二氧化碳排放在20吨以上。我国还有一种十分丰富的氢资源——焦炉煤气。我国粗钢产量大，长流程占比高，相应的焦炭产量和消耗量比较大，每吨焦炭副产300-400m3焦炉煤气，我国钢铁生产每年副产焦炉煤气约1800亿立方米。焦炉煤气中氢含量高达55%-60%，且含有甲烷、一氧化碳等可燃成分。所以，我国采用焦炉煤气发展氢冶金是一种非常现实可行的过渡方案。
总之，国外主要以天然气为气源，我国的现实路径是以焦炉煤气为气源，作为发展氢冶金的过渡方案。这些过渡方案可以为发展绿氢冶金积累经验，一旦大规模低成本绿氢制备技术取得突破，可以快速过渡到绿氢氢冶金阶段。
发展氢还原工艺。钒钛磁铁矿和稀土、铌伴生铁矿等的氢还原行为与碳还原行为不同，氢还原技术可为提高复合矿资源的利用率提供另一条新的途径。另外，在产业政策方面，关于复合矿资源利用过程中副产铁所涉及的产能问题，这是共伴生复合资源利用过程中无法避免的，建议有关部门要统筹考虑，制定特殊政策，以支持产业创新和我国特有的复合矿资源的开发利用。

作者介绍：

姜涛：中国工程院院士，中南大学资源加工与生物工程学院教授、博士生导师，教育部“长江学者奖励计划”特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，入选百千万人才工程国家级人选，全国五一劳动奖章获得者，中国金属学会会士。兼任国家烧结球团装备工程技术研究中心技术委员会副主任、中国金属学会冶金固废资源利用分会副主任。姜涛院士长期从事矿产资源团矿精加工与提取冶金研究。开发出多种难处理铁矿均热高料层烧结、球团制备关键技术和复合造块新工艺；研发出红土镍矿制备镍铁的高温熔炼新渣型和固态还原-磁选新工艺；研发出新型复合粘结剂，发明了一步高温还原制备直接还原铁新方法；构建了钒钛磁铁矿和铁铝复合资源综合利用新流程。成果在全国大部分钢铁企业应用并推广至国外，推动了我国炼铁精料、镍铁和直接还原铁生产技术的升级换代，扩大了可利用的资源范围。先后承担并完成了国家重点基础研究发展规划（973计划）、国家科技支撑计划、国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金、教育部“新世纪优秀人才支持计划”、国家留学人才基金、教育部博士点基金、霍英东青年教师基金、国际合作等项目45项；出版专著8部，发表论文370篇；授权主要专利90件；编写国际会议文集9部。研究成果获国家科技奖3项、省部级一等奖8项。

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