作為典型的高耗能、高排放行業(yè),
鋼鐵業(yè)正邁出降碳
減排實(shí)質(zhì)性步伐。從傳統(tǒng)工藝改造,到嘗試低碳
冶金,再到設(shè)立
碳中和基金,鋼鐵企業(yè)的降
碳減排行動(dòng)已在路上。
減碳時(shí)間緊任務(wù)重
鋼鐵是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),也是減碳?jí)毫ψ畲蟮男袠I(yè)之一?!拔覈?guó)鋼鐵工業(yè)的
碳排放量占全國(guó)的15%左右,是制造業(yè)31個(gè)門類中碳排放量最大的?!睂?duì)此,冶金工業(yè)規(guī)劃研究院黨委書記李新創(chuàng)表示,過(guò)去幾年,鋼鐵行業(yè)實(shí)施了史上最大規(guī)模、最高標(biāo)準(zhǔn)的超低排放改造,如今又將面臨碳達(dá)峰、碳中和的新考驗(yàn)。
鋼鐵行業(yè)之所以是碳排放大戶,在業(yè)界專家看來(lái),與巨大的產(chǎn)量不無(wú)關(guān)系。世界鋼鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,全球鋼廠平均每生產(chǎn)1噸鋼會(huì)排放1.8噸二氧化碳,2020年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量突破10億噸,占全球粗鋼產(chǎn)量的一半以上,減排的壓力可想而知。
而相比發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的生產(chǎn)結(jié)構(gòu),我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)以高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程生產(chǎn)工藝為主,也導(dǎo)致碳排放強(qiáng)度明顯高于以短流程為主的鋼鐵生產(chǎn),受制于能源結(jié)構(gòu)的高碳化,鋼企幾乎每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有一定的碳排放。
“簡(jiǎn)單說(shuō)鋼鐵的產(chǎn)量巨大,而且消費(fèi)可能還沒(méi)達(dá)峰,能源結(jié)構(gòu)也不占優(yōu)勢(shì),是鋼鐵業(yè)減碳面臨的巨大挑戰(zhàn)。”對(duì)此,業(yè)界專家指出,盡管近年來(lái)鋼材
市場(chǎng)景氣度改善,但隨著鐵礦石價(jià)格的再次走高,鋼鐵企業(yè)的盈利也受到影響,如何科學(xué)減碳考驗(yàn)行業(yè)智慧。
對(duì)鋼鐵企業(yè)而言,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)可謂又一次的供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。鋼之家網(wǎng)站創(chuàng)始人吳文章認(rèn)為,碳達(dá)峰、碳中和對(duì)鋼鐵行業(yè)必將帶來(lái)一次洗牌,完成超低排放的、具有綠色環(huán)保生產(chǎn)能力的鋼鐵企業(yè)會(huì)有更大的發(fā)展空間,而沒(méi)有超低排放、工業(yè)技術(shù)落后、產(chǎn)能落后的鋼鐵企業(yè),不僅未來(lái)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,還會(huì)被市場(chǎng)淘汰。
據(jù)了解,目前鋼鐵行業(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方案以及碳中和技術(shù)路線圖的制定工作已基本完成,行業(yè)普遍預(yù)期到2025年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,到2030年,鋼鐵業(yè)碳排放量則較峰值降低30%。“對(duì)鋼鐵行業(yè),碳達(dá)峰不容易,碳中和會(huì)更難?!睂?duì)此,李新創(chuàng)也表示,未來(lái)鋼鐵行業(yè)還要依靠
碳匯、碳捕捉等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)碳中和。
技術(shù)路徑日漸清晰
面對(duì)新挑戰(zhàn),鋼鐵企業(yè)正密集推進(jìn)行動(dòng)。作為全球最大鋼企,中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司(下稱“中國(guó)寶武”)率先布局,在前期發(fā)布碳中和目標(biāo)后,近期再次發(fā)布低碳冶金技術(shù)路線圖,并發(fā)起設(shè)立全球低碳冶金創(chuàng)新聯(lián)盟。
在專家看來(lái),中國(guó)寶武的減碳路徑正日漸清晰,即形成鋼鐵流程極限能效減碳、重構(gòu)高爐工藝技術(shù)減碳、氫冶金技術(shù)減碳、短流程近終形制造技術(shù)減碳、循環(huán)經(jīng)濟(jì)減碳和二氧化碳資源化利用技術(shù)減碳六條技術(shù)路線。
其中在鋼鐵流程極限能效減碳方面,將研究全流程理論極限和技術(shù)極限能耗模型,通過(guò)最佳可適商業(yè)技術(shù)(BACT)應(yīng)用以及智慧制造、界面能效提升、余熱余能深度資源化等領(lǐng)域的集成創(chuàng)新,逼近極限能效。
在重構(gòu)高爐工藝技術(shù)減碳上,則通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新將高爐煤氣二氧化碳分離提質(zhì)、加熱返回高爐使用,實(shí)現(xiàn)高爐碳利用率極致化,結(jié)合富氫冶煉,構(gòu)建富氫碳循環(huán)高爐技術(shù)體系,爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)較傳統(tǒng)高爐噸鐵碳排放強(qiáng)度下降30%左右。
而氫冶金技術(shù)減碳重點(diǎn)研究綠色制氫工藝技術(shù)、氫氣直接還原鐵礦石工藝技術(shù)以及集成應(yīng)用綠氫-直接還原-電爐短流程冶煉技術(shù),實(shí)現(xiàn)噸鋼碳排放強(qiáng)度相比高爐-轉(zhuǎn)爐流程大幅度的降碳。
在短流程減碳上,計(jì)劃通過(guò)構(gòu)建短流程近終形制造技術(shù)平臺(tái),開展電爐+近終形制造工藝技術(shù)路徑研究,實(shí)現(xiàn)鋼鐵加工工藝流程極低減碳。
另外,通過(guò)研發(fā)鋼鐵循環(huán)材料、含鐵含碳固廢、多源生物質(zhì)等資源在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的使用技術(shù),減少化石能源消耗,實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)減碳,并對(duì)鋼鐵流程二氧化碳低成本、大規(guī)模進(jìn)行捕集和資源化利用,探索鋼鐵流程深度減碳技術(shù)。
為推進(jìn)技術(shù)路線圖,中國(guó)寶武組建了低碳冶金創(chuàng)新中心,初步形成一中心多試驗(yàn)基地格局,啟動(dòng)包括氫冶金技術(shù)、富氫碳循環(huán)高爐技術(shù)等十大科研項(xiàng)目。此外,中國(guó)寶武還成立了專業(yè)從事清潔能源和可再生能源開發(fā)利用的寶武清潔能源有限公司,發(fā)起設(shè)立國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模最大碳中和主題基金。
“在各方努力下,鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)的技術(shù)路線圖相當(dāng)豐富,相信在中國(guó)寶武的牽頭努力下,全球鋼鐵行業(yè)一定會(huì)在2050年實(shí)現(xiàn)承諾?!笔澜玟撹F協(xié)會(huì)總干事巴松表示。