[能源奥德赛]⑪ 氢气炼铁水，电力裂解石脑油

by Lee Hyeonjoo

Published 11 Oct.2026 08:00(KST)

Ⅱ.以技术创新应对能源危机
传统化石燃料发电方式已走到尽头
钢铁、石油化工产业转型势在必行
氢还原炼铁与电加热石脑油裂解成为全球课题

编者注近期，中东战争引发的供应链危机以及政府的重大项目等因素，使能源的重要性达到前所未有的高度。我国一次能源大多依赖海外供应，在此情况下，还肩负着同时实现能源安全、碳中和与经济增长这一艰巨任务。本系列策划报道将由深入政府和产业界能源一线采访的记者，梳理各类热点问题并探寻解决方案。

与其他国家相比，我国制造业占比较高。国会预算政策处11日发布的《2026年韩国经济》显示，截至2024年，韩国制造业占国内生产总值的比重为27.4%，在经济合作与发展组织成员国中仅次于爱尔兰的31.1%，位居第二。与德国（19.9%）、日本（19.0%）等制造业发达国家相比，这一比例也处于较高水平。

制造业占比较高的韩国，与其他国家相比消耗更多电力和能源。用于发电的能源几乎全部依赖进口，因此容易受到地缘政治风险或能源价格波动的影响。

钢铁和石油化工产业就是典型代表。钢铁和石化是制造业的基础核心产业，在发展过程中一直大量使用化石燃料。无论是通过高炉炼出铁水，还是通过热裂解石脑油，化石燃料都是高效且低廉的能源。

然而，随着乌克兰战争持续延宕，中东地区危机接踵而至，降低对化石燃料的依赖已刻不容缓。如今，产业需要转变发展模式，转而依靠新型能源实现持续发展。利用氢能和电力就是典型例子，还能大幅减少碳排放。

钢铁业迎来重大转型：以绿氢取代煤炭炼铁

钢铁行业的主要碳排放源是高炉（熔炉）。传统炼钢方式大量使用以煤炭为基础的燃料焦炭，从铁矿石中去除氧并熔化铁矿石。在高炉内投入铁矿石和煤炭后，热风使焦炭燃烧并生成一氧化碳。一氧化碳与铁矿石中的氧结合，发生还原反应，将氧化铁还原为纯铁。同时，高炉内部温度升至1500摄氏度以上，还原后的铁发生熔融反应，变成液态铁水。在这一过程中，化学反应产生的副产物以及能源燃烧会排放大量二氧化碳。

颠覆这一传统模式的替代方案，正是氢还原炼铁。简单来说，这是一项以氢气取代化石燃料、作为还原剂生产铁的革新技术。

氢还原炼铁过程中使用的氢气也必须是绿氢。根据生产方式和减碳程度，氢气可分为不同类型：以煤炭、天然气等化石燃料为原料提取，生产过程中排放大量二氧化碳的棕氢和灰氢；利用碳捕集与封存技术捕获灰氢生产过程中产生的二氧化碳而制成的蓝氢；以及通过可再生能源电解水生产的绿氢。绿氢是一种不排放二氧化碳的零碳能源。

氢还原炼铁必须利用绿氢分解铁矿石。目前，全球尚未有完全使用氢气的还原炉实现商业化。据悉，瑞典钢铁公司SSAB已成功开展示范项目，但尚未实现商业化。

在韩国，浦项集团正作为国家重点项目开发氢还原炼铁技术。浦项集团正在推进韩国自主氢还原炼铁技术“HyREX”的示范阶段。该技术将传统高炉内同步进行的还原和熔融工序分离，以减少碳排放：在还原炉中，让铁矿石与加热至高温的氢气接触，制成固态铁，再将其放入电炉熔化，生产铁水。3月，浦项集团已完成用于建设氢还原炼铁设施的产业园区规划变更审批，正在加快落实示范项目用地和基础设施建设。

改变生产流程以提升钢铁产业竞争力，是全球面临的共同课题。欧盟正通过推动电力购买协议的普及，改善企业接入电网的便利性；英国则为转向电炉提供5亿英镑（9000亿韩元）支持，并减轻能源成本负担。日本也通过技术研发、设备投资和税收政策，推动氢还原炼铁等生产流程转型，以增强竞争力。随着欧盟碳边境调节机制实施，这一趋势预计将进一步加快。

石化业迎来突破：无需化石能源加热，仅用电力生产

将作为石油化工基础的石脑油裂解工艺转为电加热石脑油裂解，也进入了试验阶段。通常，石脑油在800摄氏度以上的高温下进行热裂解，以获取乙烯、丙烯等基础化学原料。这一过程中，运行加热炉需要消耗大量化石能源。相比之下，电加热石脑油裂解不再通过燃烧化石燃料，而是利用电加热炉裂解石脑油。所用电力必须由可再生能源生产。

在电加热石脑油技术方面，德国化工企业巴斯夫与沙特基础工业公司（SABIC）、林德等企业合作，成功建成全球首个大型热裂解设施电加热炉示范项目。示范工厂采用直接加热和间接加热两种方式。直接加热是让电流直接通过石脑油流经的盘管，利用内部电阻热升温；间接加热则是在反应管周围布置电热元件，通过其产生的辐射热间接加热反应管。随着温度升高，碳氢化合物链断裂并分解为基础化学原料，这一点与传统工艺相同。

在韩国，LG化学正将这一技术作为国家重点项目推进。技术研发已经完成，目前进入示范阶段。其目标是在2028年前于全罗南道建设相关设施，并最终成功完成示范。