氫基直接還原鐵技術（shù）是一種使用氫氣代替化石燃（rán）料生產鐵的創新技術（shù），可以（yǐ）顯著減少煉鐵過程中的二氧化碳排放（fàng）量。目（mù）前，100%使用氫氣生產直接還原（yuán）鐵的工藝尚未在全球範圍內實現商（shāng）業化。近日，浦項製鐵發布了一份低碳煉鐵（tiě）工藝（yì）深度分析（xī）報告，其中介紹的無碳氫基直接還原煉鐵工藝——HyREX工藝引起了業界廣泛關注。
根據該報告，HyREX工藝是在浦項製鐵自主研發的FINEX煉鐵工藝基礎上，利用（yòng）氫氣和鐵礦粉生產鋼鐵。該工藝旨在用熔融氣化爐取代現有的使用煤炭的高爐，且無需燒結、焦化工序。
HyREX工藝采用的流化床反應器（qì）與傳統氣基豎爐有以（yǐ）下區別：
一是原材料不同。傳統氣基（jī）豎爐采用球團礦，鐵礦石經破（pò）碎篩（shāi）分後加工成一定尺寸的圓（yuán）球，而流化床（chuáng）反應（yīng）器采用的是鐵礦粉，無需加工。
二是原材料（liào）與還原氣體的（de）接觸方式不同。在傳統氣基豎爐中，氫氣從下至上穿過鐵礦（kuàng）石（shí）之間的空隙，發生（shēng）還（hái）原（yuán）反應。豎爐的透氣性對（duì）於氫氣能否順利穿過鐵礦石之間的空隙（xì）很重要，因此鐵礦石需（xū）要被加工成一定尺寸的球團礦，以便生產。在流化床反應（yīng）器中，高溫還原氣體通過反應器底部的孔狀網格（gé）均勻分布（bù），使鐵（tiě）礦粉流化後（hòu）像（xiàng）混合液體（tǐ）一樣發生還原反應，還原（yuán）後的鐵礦粉經過多級反應器後成為直接（jiē）還原鐵。
三是碳排放強度的差異。一般來說，豎爐生產1噸直接還原鐵會排放50千克~150千克的二（èr）氧化碳。這就意（yì）味著該工藝要實現二氧化碳淨零排放，必須使用（yòng）風能或（huò）太陽能等（děng）綠色能源來（lái）製造球（qiú）團礦，而使用鐵礦粉的流（liú）化床（chuáng）反（fǎn）應器則不會存在這樣的問題。
此外，HyREX工藝還具有其他兩個方（fāng）麵的優勢：
一是在材料供應方麵，鐵礦（kuàng）粉比球團礦更容易確保供應穩定，且鐵礦粉不需要再加工，經濟效益相對較（jiào）高。相關數據顯示，2020年全球鐵礦石產量為18億噸，球團礦的供應量為4.2億噸。根據國際鋼鐵與金屬協會 (IIMA) 預測，到2030年，如果不對材料生產（chǎn）和綠色冶（yě）煉技術等加大投資，全球將麵臨直接還原（yuán）鐵用球團礦供應短（duǎn）缺的問題。
二是在溫度控製（zhì）方（fāng）麵，流化床（chuáng）反應器比傳統氣基豎爐更具優勢。還原爐的溫度（dù）控製在氫基直（zhí）接還原鐵中至關重要，如果還原爐內（nèi）部溫度過低，則會導致（zhì）鐵水質量缺（quē）陷。使用煤炭或天然（rán）氣等化（huà）石燃料的還原（yuán）反應是一種放熱反（fǎn）應，而采（cǎi）用氫（qīng）氣的還原反應是一種吸熱反應，需要從外部連續向還原爐內輸送（sòng）熱量（liàng）並對其進行合理控製，以防（fáng）止產生缺陷。流化床反應器由（yóu）多個不同的反應器組成（chéng），反應器呈階梯狀排列，可從（cóng）外壁和底部注入額外的氧氣控製爐內溫度。然而，傳統的氣基豎爐由單級還原爐組成，整個還原爐的溫度僅能（néng）通過從底（dǐ）部注入氧氣來控（kòng）製，致使還原爐頂部的溫度（dù）極易變低。
據了解，目（mù）前浦項（xiàng）製鐵正計劃（huá）與韓國政（zhèng）府一起，以FINEX工藝和流化反應器為基礎，推動HyREX工藝深入開發，到2028年在浦項鋼鐵廠建成年產100萬噸直接還原鐵的設施，以檢驗HyREX工（gōng）藝實現（xiàn）商（shāng）業化的（de）可能性。此（cǐ）外，浦項製鐵還將開發一種新型電（diàn）爐煉鋼技術。
浦項製鐵（tiě）自1992年開始（shǐ）研（yán）發FINEX工藝，並於2007年實現商業化，截至目前已經成（chéng）功（gōng）生產（chǎn）了3400萬噸的熔融金屬。浦項製鐵計劃從2025年開（kāi）始在沒有試點試（shì）驗的情（qíng）況下直接進入到HyREX工藝的示範生產（chǎn）階段。此（cǐ）外，浦項製鐵（tiě）計劃到（dào）2050年分階段將（jiāng）浦項鋼（gāng）鐵廠和光陽鋼鐵廠的現有生產工（gōng）藝全部改成氫基直接還原鐵工藝，並實現企業運營碳中和。