作為中國的基礎行業之一，鋼鐵制造在國家經濟和環境戰略中起著關鍵作用，尤其是占中國總碳排放量15%、全球排放量7%-9%的鋼鐵冶金領域，實現從“碳基冶金”向“氫基冶金”的轉變對于深度脫碳至關重要。

　　在傳統的鋼鐵生產過程中，大量使用煤炭作為還原劑，這不僅消耗了寶貴的化石資源，還釋放出大量的二氧化碳等溫室氣體。隨著環保意識的增強和技術的進步，越來越多的企業開始尋求更加環保的替代方案。而氫氣作為一種理想的還原劑，不僅可以顯著減少二氧化碳排放，還可以優化上下游工序的協同性，進一步降低能耗和成本，且不會產生任何有害排放物，因此被視為傳統高爐煉鐵工藝的理想替代品。

　　對于像氫冶金這樣的大型工業應用來說，需要大量的氫氣來替代傳統的化石燃料進行鋼鐵冶煉，以實現減碳目標。那么，“如何在提升產氫效率的同時，能夠降低投資成本，以適應規模化的生產，從而加速鋼鐵冶煉行業的深度脫碳進程”成了關鍵課題。

　　大標方的制氫設備通常具有更高的經濟性，可以通過減少單位氫氣的生產成本來提高經濟效益，在不同負載條件下的穩定運行能力和靈活性更好，同時更能適配大規模項目的需求。根據《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，到2025年，中國可再生能源制氫量的目標是達到10萬噸至20萬噸/年。如果采用多個小容量的電解槽來滿足這樣的需求，不僅會增加設備采購和維護的成本，還會占用更多的土地資源。

　　在此背景下，大標方堿性水電解制氫裝置的研發成為破題思路。2023年9月，隆基氫能正式發布了ALK G系列堿性水電解槽，其中單臺設備產氫量達3000Nm³/h，電耗低至4.2 kWh/Nm³刷新了國內同類型產品的最高紀錄。作為新一代標準化、集約化和模塊化制氫設備，該系列制氫裝置專為鋼鐵、化工、冶金等難以減排的行業設計。相比于三臺1000Nm³/h制氫設備，單臺3000Nm³/h的電解槽在占地面積及材料消耗上均實現顯著優化，同等產氫能力下，占地面積可節約30%左右，制氫設備初始投資可節約20%左右，且減少約20噸原材料鋼材的使用，實現原材料減碳約20%。目前來看，3000Nm³/h大型堿性電解槽正是中國及全球市場上最大的可商業化的制氫設備。

圖：ALK G系列3000Nm³/h制氫設備

　　近期，新型高效3000標準立方米/小時堿性水電解制氫裝置也被國家能源局評為“2024年度能源行業十大科技創新成果”，且已成功應用于興國鑄業“30萬立方米/天綠電電解制氫—氫氣存儲—450立方米高爐富氫冶煉”示范項目（以下簡稱“項目”），標志著中國首次在工業規模上實現用氫替代高爐噴吹碳源，為低碳冶煉工藝的商業化鋪平了道路。

　　隆基氫能作為該項目的兩家電解槽供應商之一，提供了兩臺套單槽3000Nm³/h堿性電解槽及配套設備，顯著放大了成本節約的效益。設備已于2024年3月交付，6月完成調試，9月正式投產，這不僅是中國市場單臺堿性電解槽最大制氫能力的記錄，也標志著3000Nm³/h電解槽的首次實際運行。

　　項目試運行階段連續穩定運行噸鐵噴吹純氫量達到103m³，每小時純氫噴入量達到8700m³，固體燃料置換比達0.36-0.5kg/Nm³，實現高爐煉鐵減碳8%-11%，固體燃料替代比0.36至0.5公斤/標方，鋼鐵產量增加13%，展現了用氫替代化石燃料的可持續性，這些突破確立了綠色氫能作為難減排工業領域脫碳最可行替代方案的地位。電解水制氫過程中同時制得的純氧用于高爐鼓風富氧，整體大幅度降低冶煉成本。在試運行基礎上，目前項目已進入“制氫-儲氫-高爐富氫冶煉”全工序關鍵參數匹配優化提高的新階段，旨在進一步提高噸鐵噴氫量、優化上下游協同性、降低能耗和成本。數據顯示，高爐噴吹純氫冶煉能顯著降低煤焦消耗和鐵水中雜質含量，為形成系列清潔低碳生鐵等先進鋼鐵新材料生產與零部件制造奠定了基礎。

　　高爐富氫是實現鋼鐵行業大幅降碳的重要技術路徑。該項目通過在清潔氫能和低碳冶煉領域的大膽創新，成功打造“綠電電解水制氫-儲氫-高爐富氫冶煉”技術路線，并首次實現工業化應用。在現有高爐煉鐵工藝基礎上進行改造和新增供氫系統，無需高爐主體結構改變，技術升級成本和難度低，減排效果顯著。同時通過優化氫氣生產、存儲和冶煉鏈條的協同，提高效率并降低運營成本，建立了一個將綠色氫能融入傳統工藝的可擴展模型，是適合我國國情的、能夠切實推進清潔氫冶金賦能鋼鐵低碳綠色制造進程的、構建形成新質生產力完整產業鏈的成功實踐，也是能夠支持中國“雙碳”目標乃至全球鋼鐵制造行業綠氫應用的新標桿。