9月28日，Metso宣布，Fortescue位于西澳Christmas Creek的Green Metal Project已经产出第一炉铁水。
这是一套年产能力仅1500吨以上的试验装置。Fortescue使用Pilbara矿，经过直接还原，再利用Metso开发的电熔炉熔化DRI、分离脉石，得到铁水。
这一次验证的结论是：大量并不天然适合现有DRI—EAF路线的Pilbara矿，存在另一种进入直接还原体系的技术可能。 后续还要继续调试、优化和放大。
如果放大视角，类似的验证正在全球钢铁产业展开。BHP、Rio Tinto和BlueScope组建NeoSmelt，研究Pilbara中品位矿经过直接还原以后再用电熔炉生产铁水；Rio Tinto与中国宝武已经把Pilbara Blend送进湛江百万吨级氢基竖炉，并继续进行熔分试验；POSCO用HyREX研究粉矿流化床氢还原；奥钢联、Rio Tinto和Primetals正在奥地利建设Hy4Smelt，把超细矿氢基流化床直接还原与电熔炉连成一套示范流程。
这些项目采用不同工艺，面对的是同一道现实约束：下一代炼铁需要什么炉料，这些炉料从哪里来，价格能不能承受。
现有天然气直接还原已经运行几十年，炉料条件相对明确。向氢基直接还原扩大以后，高品位、低脉石的DR级球团和精矿需求会明显增加，而全球铁矿石供应结构并不是按照这个目标形成的。
Midrex测算，低于约63% Fe的矿石经过直接还原后，如果直接进入电炉，较高的脉石可能把炉渣量推到300公斤/吨液态钢以上，电耗可能超过600千瓦时/吨液态钢，同时降低铁收得率。
围绕这个问题，矿山和钢厂正在选择不同的解决办法。
Vale继续提高炉料品位，发展DR级精矿、球团和铁矿石压块，并计划通过中东Mega Hub把矿石处理与当地能源条件结合起来。
Fortescue和Metso尝试接受Pilbara矿现有的品位条件，通过直接还原和后续电熔处理脉石。NeoSmelt研究的也是中品位Pilbara矿加直接还原、电熔。
POSCO的HyREX则利用FINEX积累的流化床技术处理粉矿，希望减少对球团的依赖。2023年，POSCO建成50公斤/批次的氢基流化床试验炉；2024年又建成1吨/小时电熔试验炉，目前正在推进年产30万吨HyREX示范设施。
奥钢联与Primetals的HYFOR进一步尝试直接使用超细矿。Donawitz的HYFOR试验装置自2021年运行，下一步Hy4Smelt将在林茨把100%氢流化床直接还原与电熔连接起来，Rio Tinto负责提供矿石及相关矿物学支持。项目计划2027年底投运，总投资约1.7亿欧元。
几条路线的成本分布完全不同。高品位炉料可以减轻后续冶金负担，需要增加选矿、球团等前端投入；中品位矿资源丰富，需要在熔化环节处理更多脉石；粉矿和超细矿可以减少部分造块工序，同时提高了流化、还原和连续运行的技术要求。
各家企业正在验证的，是哪一种组合最终能够提供更经济的合格铁源。
炉料之外，氢的供应方式也开始进入钢铁企业的试验范围。
SSAB、LKAB和Vattenfall组成的HYBRIT已经把研究推进到地下储氢。三家公司在瑞典Luleå附近建设了一座100立方米钢衬岩洞储氢设施，自2022年开始间歇运行，累计完成约3800小时制氢与储氢联合运行，可用率达到94%。
试验根据现货和日内电价调整制氢与储氢，实际降低了约26%—31%的可变运行成本；针对未来瑞典电力市场的模拟结果为25%—40%。
这是氢基冶金进入工业运行以后必须面对的问题：可再生电力和电价不断变化，直接还原装置却需要保持相对连续的生产。低价电时增加制氢并储存，高价电时降低电解槽负荷，再由储氢设施维持还原装置运行，储氢成为吨铁成本计算的一部分。
日本在尝试另一种思路。
今年，山梨县米仓山利用1.5MW PEM电解槽生产绿氢，再以高压气态氢运到JFE千叶地区，送入15公斤/小时的小型直接还原试验炉，最终生产约1吨还原铁。这次试验把制氢和炼铁放到了两个地点，实际走了一遍异地制氢、运输、接收和冶金使用的流程。
JFE在扇岛还为Japan Suiso Energy提供约21公顷土地，用于建设液氢供应链示范设施。按照项目安排，2029年度将进行液氢船接收，2030年度完成验证，研究范围包括液化、海运、接收、储存和供应。
如果未来日本需要从海外获得大量低成本氢，钢铁企业面对的选择就不只是“氢多少钱一公斤”。澳大利亚或中东生产的氢，可以液化后运往日本，也可以转换为其他载体运输，还可以直接在能源产地把铁矿石加工成DRI或HBI再运输。
制氢地点、还原地点和炼钢地点开始成为同一道成本题。
下一代工业体系不会建立在一张白纸上。全球现有高炉、转炉、电炉、连铸和轧制资产规模巨大，新工艺必须处理与这些资产的关系。
日本制铁的Super COURSE50正在研究外部氢进入大型高炉后的使用方法。其意义在于给现有高炉资产增加一条降低碳耗的技术路径，同时等待外部氢供应条件逐步形成。
欧洲已经出现另一种工程选择。
Salzgitter早期建设100公斤/小时的µDRAL装置，用天然气和最高100%氢验证ENERGIRON直接还原。随后SALCOS进入工业投资阶段，订购超过200万吨/年的ENERGIRON ZR直接还原装置。设备可以使用天然气和氢的不同比例运行，并通过Hytemp系统把热态DRI送往电炉。
蒂森克虏伯杜伊斯堡则在250万吨/年直接还原装置后配置两座熔化炉，把DRI重新转化为约230万吨铁水，再接入已有转炉和后续生产体系。SMS已开始安装相关主体设备。
两种方案处理的是不同的既有资产。Salzgitter向DRI—电炉迁移，蒂森克虏伯选择DRI—熔化炉—转炉，希望尽可能保留后面的炼钢和轧制体系。日铁则继续研究高炉本身能够使用多少外部氢。
一座大型冶金装置往往运行数十年。今天建设的设备既要适应当前能够获得的天然气、电力和炉料，又要为未来更高比例的氢留下转换空间。
中东的当地企业开始研究怎样把原有优势延伸到下一阶段。
阿联酋EMSTEEL与Masdar建设的绿氢项目配置2.1MW电解能力，产氢能力约40公斤/小时，并已经使用绿氢替代部分天然气完成炼铁试验。
这类项目与日本的逻辑不同。日本研究的是怎样把外部能源送进钢厂，中东则拥有天然气、可再生能源、港口以及已有DRI生产基础，更多直接研究现有天然气DRI怎样逐步提高绿氢比例。
Vale在中东规划Mega Hub也与这一条件有关。矿石可以从巴西运输到能源条件更好的地区，在当地进一步加工并生产HBI，再把高品位铁源供应给其他钢铁消费市场。
未来国际贸易运输的究竟主要是铁矿石、氢，还是已经完成还原的DRI和HBI。这也是一道技术题和成本题。
答案会直接影响新的炼铁产能建在哪里。
钢铁企业和矿企还没有形成统一路线，装备企业的研发也分布在不同方向。
Midrex继续致力于发展成熟的竖炉直接还原体系，同时解决MIDREX H2纯氢运行需要的工艺气体加热问题，并让新建天然气DRI装置具备未来提高氢比例的条件。
Tenova和Danieli共同发展的ENERGIRON强调还原气体的灵活性。Salzgitter从100公斤/小时µDRAL试验做到超过200万吨/年的工业装置，验证路径也从纯氢条件逐步进入实际工程。
Primetals把研发重点之一放在炉料端。HYFOR尝试直接处理小于0.15毫米的超细矿，Smelter负责熔化产生的DRI，Hy4Smelt正在把两者组成连续示范流程。
Metso选择Circored流化床直接还原和DRI Smelting Furnace。Fortescue Christmas Creek提供了这套组合处理Pilbara矿的一个早期试验场景。
SMS参与建设蒂森克虏伯的大型DRI—熔化炉工程，处理的则是：直接还原取代高炉以后，怎样继续向已有转炉提供铁水。
这些装备研发分别对应炉料、氢源、熔化方式和既有钢厂改造等不同场景。未来市场最终选择哪几种组合，要等矿石、电力、氢气价格以及工业运行数据共同给出答案。
目前正在推进的项目已经覆盖了下一代钢铁生产体系的主要环节。
这些项目的规模相差很大，有公斤级和吨级试验装置，也有几十万吨示范工程，还有已经进入建设阶段的百万吨级项目。它们所处的技术成熟度不能混为一谈，研究对象从单纯的冶金反应扩展到炉料、能源、储运、设备放大和既有资产改造。
成熟的高炉—转炉体系用了很长时间形成今天的全球分工：铁矿石和焦煤形成稳定的海运贸易，高炉形成相对明确的炉料标准，焦化、烧结、炼铁、炼钢之间建立成熟的物料关系，港口、铁路和大型钢厂也围绕这套流程布局。
下一代工业体系必然会重新确定其中一部分关系。
矿企、钢企、能源企业和装备企业正各自从自身锚定的目标入手，解决这套工业体系中的不同问题。
有些技术最终会进入大规模生产，有些会停留在试验阶段。随着这些工程数据逐渐积累，下一代钢铁工业需要什么矿、在哪里生产铁、怎样获得能源，以及现有钢厂如何继续运行，逐渐会有更清晰的答案。
📅 2026年10月2日 写于Duisburg
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