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淺談中國鋼鐵行業的碳減排之路該如何走

發布時間:2021-07-02 14:08 人氣:98 來源:admin


  “實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革,是對生產、消費、技術、經濟和能源體系的一次歷史性革命。作為工業行業中最主要的上游產業,同時也是最大的碳排放行業(約占中國碳排放總量的16%),鋼鐵行業應提前布局,為其他新興工業部門提供碳排放空間。目前,鋼鐵行業碳達峰目標初定為:2025年前實現碳達峰,2030年碳排放量較峰值減少30%。”5月14日,北京科技大學教授、鋼鐵冶金新技術國家重點實驗室副主任左海濱就鋼鐵行業碳減排路徑等問題接受《中國冶金報》記者專訪時這樣強調,“我國鋼鐵行業以長流程生產模式為主,高爐煉鐵技術經過不斷發展已相當成熟,依靠現有技術實現鋼鐵行業進一步大幅節能減排的潛力已十分有限。因此,要想在2025年前實現碳達峰,唯有突破現有的生產模式。從目前來看,氫冶金被公認為是比較理想的低碳冶金技術路徑。”

  在采訪中,他向《中國冶金報》記者介紹了目前國內外主要的低碳冶金技術項目和研究進展情況,并就我國鋼鐵行業、鋼鐵企業如何走好碳減排之路出謀劃策。



  世界兩大主流低碳冶金技術路徑

  “目前,世界范圍內正在探索的低碳冶金技術路徑主要分為兩大類,一類是針對長流程的,主要通過向高爐噴吹富氫還原氣體以降低碳消耗,從而實現二氧化碳減排,目前致力于研究此路徑的國家主要有中國、日本、韓國、德國等;另一類是針對短流程的,涉及工藝主要包括MIDREX、HYL/Energiron(兩種氣基豎爐直接還原工藝)等,目前正在研究這一路徑的國家主要有瑞典、奧地利、德國等。同時,德國和中國是少有的兩種低碳冶金技術研究同時兼顧的國家。”左海濱在介紹各國低碳冶金技術路徑和進展情況時這樣歸納道。

  “日本最著名的低碳冶金項目就是COURSE50項目(日本環境和諧型煉鐵工藝技術開發項目)。”左海濱表示。該項目于2008年7月份啟動,重點研發基于氫還原的高爐煤氣分離、回收二氧化碳技術,計劃在2030年將二氧化碳排放量降低30%,并在2050年使該技術得到普及應用。“在此基礎上,日本鐵鋼聯盟還有一個升級版——以2100年為目標的‘挑戰零碳鋼’長期愿景,將開展以氫為原料的超級COURSE50項目。”他介紹道。

  韓國浦項制鐵的富氫高爐煉鐵技術,目標是減少10%的二氧化碳排放。韓國浦項制鐵計劃在2018年~2024年發展二氧化碳減排型煉鐵技術,2025年通過官民合作開始進行試驗,到2030年投入2座高爐試運行,到2040年投入12座高爐。

  總體來看,以中日韓為代表的亞洲國家的低碳技術路徑主要基于現有的長流程生產模式,以高爐富氫冶煉為主。同時,中日韓三國也是目前高爐大型化的代表,聯合貢獻了世界32座5000立方米及以上高爐中的28座(中國9座、日本11座、韓國8座)。

  “以瑞典、奧地利為代表的歐洲國家的低碳技術路徑以綠氫直接還原+電爐為主。”左海濱介紹道。瑞典HYBRIT項目(無化石燃料海綿鐵生產中試線)是采用氫氣替代煉焦煤、焦炭或天然氣的突破性煉鐵技術。該技術計劃在2018年~2024年進行全面可行性研究,并建立中試廠進行試驗,在2025年~2035年建設示范廠,之后實現商用。“如果投入使用,瑞典的溫室氣體排放量將減少10%,芬蘭將減少7%。”他表示。目前,該項目處于試驗階段,計劃到2045年實現非化石能源煉鋼。

  此外,奧地利的H2FUTURE項目(無二氧化碳工業氫試制工廠)采用氫氣直接還原鐵工藝,旨在通過研發氫氣替代焦炭冶煉技術,降低鋼鐵生產過程中二氧化碳排放量,計劃到2050年減少80%的二氧化碳排放量。


“目前,中國寶武、河鋼、包鋼等鋼企明確發布碳達峰、碳中和目標,并設計了低碳冶金技術路徑圖。大部分鋼企目前仍在觀望,擇機確定適合自身的低碳冶金路徑。”左海濱告訴《中國冶金報》記者。

  他認為,鋼企選擇低碳冶金路徑要量體裁衣,不僅要考慮自身條件、地方資源、當地經濟結構等因素,還要從技術成本、能耗、碳排放等方面進行綜合考慮。“無論采用哪種技術路徑,煤氣脫除二氧化碳循環利用結合CCUS(二氧化碳捕集、封存、利用)技術都是繞不開的。”左海濱強調。

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