■据中国钢铁新闻 网近日，日本制铁执行顾问、日本氢炼铁财团产业联盟（GREINS项目）技术顾问村上英树作题为《日本钢铁工业碳中和转型的技术挑战》的报告时表示，当前日本钢铁业正通过氢冶金等技术革新推动行业转型，由日本新能源与工业技术发展组织（NEDO）资助的COURSE50项目和GREINS（炼钢绿色创新）项目，正逐步发展成为这场转型的动力引擎。

他介绍，以2022年数据为例，日本作为全球第五大二氧化碳排放国，二氧化碳排放量全球占比约3％，日本钢铁行业的二氧化碳排放量又占其排放总量的14％。碳中和目标下，日本钢铁行业积极开发氢还原炼铁技术，以助力实现日本全社会的碳减排目标。

在此背景下，COURSE50项目于2008年启动，旨在开发可以在高炉应用的氢还原技术。2021年，GREINS项目正式启动。这可以说是钢铁制造工艺中的一个氢能利用项目，还是一个多轨道技术开发项目，涉及高炉工艺、直接还原工艺、电弧炉工艺，并于去年加入了电熔炼炉工艺。

村上英树介绍，GREINS项目的主要研发内容包括两大方面：高炉氢还原技术的开发和用于还原低品位铁矿石的氢直接还原技术的开发。前者包括利用钢厂内部氢气的氢还原技术开发（COURSE50高炉直接利用氢气），以及利用钢厂外部氢气和高炉煤气中二氧化碳的低碳技术的开发（涉及Super COURSE50高炉直接利用氢气和碳回收高炉间接利用氢气）；后者包括氢直接还原技术的开发（涉及氢直接喷吹竖炉直接利用氢气、碳回收竖炉间接利用氢气），以及生产高端钢材的电弧炉、生产铁水的电熔炼炉的开发。

围绕高炉氢还原技术的开发，COURSE50和Super COURSE50是重点。村上英树介绍，COURSE50项目涉及二氧化碳捕集和减排两部分。一是通过捕集高炉煤气中的二氧化碳，减少20％的二氧化碳排放量；二是用高炉内的氢气部分替代焦炭，减少10％的二氧化碳排放量。2020年，该项目进行了室温条件下氢气喷吹试验，在12立方米的COURSE50试验高炉实现了二氧化碳减排16％。接下来，日本制铁将在君津厂2号高炉引进富氢气体喷吹设备，预计于2026财年开始大型实际高炉喷吹试验。同时，日本制铁还将在日本制铁东日本制铁所君津地区的COURSE50试验高炉，即Super COURSE50试验高炉，通过在比COURSE50高炉试验温度高的条件下，最大化地喷吹来自外部的氢气，配合CCS（碳捕获与封存）或CCUS（碳捕集、利用与封存），实现碳中和。

围绕用于还原低品位铁矿石的氢直接还原技术的开发，日本制铁将开发氢直接还原炉、电弧炉和电熔炼炉，使用低品位铁矿石生产高端钢材。村上英树介绍，与普通高炉相比，利用氢气直接还原低品位铁矿石的技术到2030年可以实现二氧化碳减排50％或更多；针对间接利用氢气的碳回收直接还原技术，日本制铁将还原炉煤气中的二氧化碳通过与氢气反应转化为甲烷，生成的甲烷气体被用作还原剂；针对用于生产高端钢材的电弧炉，相关研究已验证大型电弧炉工艺利用氢直接还原技术还原低品位铁矿石中的铁，到2030年其提纯技术可达到高炉工艺同等水平；针对用于生产铁水的电熔炼炉，已验证利用低品位铁矿石可实现高效生产且可与高炉工艺媲美的杂质控制技术。