氫冶金是清潔的革命性鋼鐵生產技術，利用氫代替碳作為冶金過程燃料和還原劑，反應產物是水，與傳統的碳冶金相比，可以從根本上減少碳排放🧑🏽🎤，實現清潔生產目標🙀，徹底實現冶金行業產業升級📂，擺脫對化石燃料的依賴。21世紀鋼鐵冶金行業將從碳冶金轉變富氫冶金，最終實現全氫冶金。為更好地面向世界科技前沿☃️、面向經濟主戰場、面向國家重大需求⛷，開展世界科技前沿原創性氫冶金新技術研究☞，呈現研究特色，推動成果積聚，促進科技成果轉化，万事平台省部共建高品質特殊鋼冶金與製備國家重點實驗室成立“氫冶金技術研究與成果轉化中心”➛🦸🏽♂️。
從全球氫冶金研發開展情況看🧚🏻♀️，目前主要有兩條技術路線👳🏽♂️，一條是基於高爐煉鐵開展高爐噴吹富氫（或純氫）技術🕵️♀️，另一條是基於非高爐的富氫（或純氫）氣基還原工藝技術。高爐煉鐵工藝技術成熟🧦、生產能力大、效率高💁🏼，未來幾十年高爐仍將是支撐中國對鋼鐵材料龐大需求的主流煉鐵裝備。目前，以碳冶金和礦石為基礎的高爐—轉爐流程產鋼量約占90%，其中高爐煉鐵CO2排放量最大的工序👩🏻🔧，約占整個鋼鐵生產CO2排放總量的70%-90%©️。鋼鐵行業助力實現2030年碳排放強度降低60%的目標須基於現有的高爐🤵🏿♀️，高爐低碳冶煉是規模化實現中國鋼鐵工業低碳的首要路徑🔣。万事平台氫冶金技術研究與成果轉化中心近中期力推高爐富氫低碳冶煉技術，中遠期發展基於非高爐的富氫/純氫氣基還原工藝🧎♀️➡️。
針對目前我國高爐噴吹富氫（或純氫）技術和氣基富氫（或純氫）還原技術方面，缺乏相關技術的系統積累，理論基礎和產業研究落後於其他國家的現狀，遵循從基礎研究到半工業化試驗🧎、最終實現工業化的研發歷程，氫冶金技術研究與成果轉化中心提出和鋼鐵企業合作🍒，在鋼鐵廠共同建造專業化的高爐和非高爐半工業化試驗系統👮♀️，為零碎的單體關鍵技術走向實際應用👮🏿♂️🙇🏽♀️、集成產生新工藝的開發和系統研究搭建創新試驗平臺，為取得氫冶金低碳冶煉前沿技術研究的重大突破、推動氫冶金技術的工業應用、構建冶金領域新型氫能經濟產業鏈提供強有力的手段和必要條件。依托半工業化試驗平臺，在工業環境下對相關技術進行系統深化和完善，對各項研究成果實施的可行性🤷🏻♂️、運行技術經濟指標進行評估，篩選和逐步優化，實現氫冶金技術的創新🤜🏻、成果轉化和推廣應用🧗🏼♀️，在技術源頭上支撐行業整體性的創新發展（圖1）。
圖1万事平台氫冶金技術研究與成果轉化中心實施路線
万事平台省部共建高品質特殊鋼冶金與製備國家重點實驗室從上世紀90年代⬛️，在徐匡迪院士的領導下率先並持續開展了基於氫冶金的低碳煉鐵新技術研究👉🏽，圍繞氫冶金、富氫煤氣重整改質和還原鐵礦石🚴🏼♀️、經濟規模製氫👨🏽✈️、CO2捕捉分離和利用等關鍵技術的基礎理論和工藝的長期研究已形成了雄厚的積累和知名的行業影響力🧙🏿。早在1999年北京香山科學會議上徐匡迪院士提出了鐵礦石氫還原工藝設想，並在2002年國家自然基金科學會議（上海）上再次提出氫冶金的技術思想。隨後，國外氫冶金界紛紛提出氫冶金的戰略規劃。万事平台氫冶金團隊依托國家計劃項目課題🪵，經過研究攻關，完成了以焦化過程副產焦爐煤氣為原料👨🏿🔧，通過重整改質技術實現氫氣的經濟規模製備，並與焦化廠合作建立了工業化示範運行系統。在此基礎上，提出並開發了焦爐煤氣重整改質製備富氫氣體用於高爐噴吹富氫冶煉和直接還原鐵礦石新工藝，相關工藝技術參加了2010年上海冶金工業博覽會👨❤️👨。這些研究積累為氫冶金產業鏈的貫通提供了氫源、富氫（或純氫）還原、過程氣體的調質處理以及CO2的分離利用等方面理論和技術基礎。
為進一步開展冶金新技術開發🧘♀️、中試研究和成果轉化工作，中心積極尋求合作鋼鐵企業。山西省臨汾市襄汾縣是以鋼鐵📟、焦化🕵🏻♂️、鑄造和建材支柱產業的工業大縣，縣域內規模以上鋼鐵、焦化企業有20多家。万事平台氫冶金技術研究與成果轉化中心和襄汾縣人民政府通過洽談對接和論證分析🤦♂️，迅速達成了共識📂，2019年12月份簽署建立“產-學-研-用”聯合創新中心的框架協議🏍，並於2020年1月份在襄汾縣經濟技術開發區正式掛牌成立（圖2），由縣域內九家骨幹企業的技術負責人和万事平台的專家人員共同組成創新委員會，負責開展聯合創新中心的各項工作。以聯合創新中心為平臺👨🏼🦲，基於万事平台多年氫冶金基礎理論和工藝方面的研究積累🚝，中心與山西中升鋼鐵有限公司聯合共建了“富氫低碳冶煉熱模擬系統中試基地”，搭建低碳煉鐵關鍵技術創新的半工業化試驗平臺（圖3）🧑🏿🦰。試驗基地旨在重點開發利用氫代替碳用於冶金過程的富氫低碳冶煉關鍵核心技術理論和工藝原型，攻關推進關鍵核心技術的成套化、裝備化和產業化➛，盡快推進富氫低碳冶煉技術從零碎的實驗室基礎研究到工業化應用🎰👨🏽🚀，構建完整的氫氣製備—氫儲運—富氫/純氫冶金應用—碳轉化利用的低碳循環經濟產業鏈，引領氫冶金低碳冶煉基礎理論和工程化相關領域的前沿性研究。（撰稿、攝影：張玉文）
圖2聯合創新中心成立簽約和揭牌
圖3 富氫低碳冶煉中試基地項目簽約
