作為典型的高耗能、高排放行業,
鋼鐵業正邁出降碳
減排實質性步伐。從傳統工藝改造,到嘗試低碳
冶金,再到設立
碳中和基金,鋼鐵企業的降
碳減排行動已在路上。
減碳時間緊任務重
鋼鐵是國民經濟的重要基礎性產業,也是減碳壓力最大的行業之一。“我國鋼鐵工業的
碳排放量占全國的15%左右,是制造業31個門類中碳排放量最大的。”對此,冶金工業規劃研究院黨委書記李新創表示,過去幾年,鋼鐵行業實施了史上最大規模、最高標準的超低排放改造,如今又將面臨碳達峰、碳中和的新考驗。
鋼鐵行業之所以是碳排放大戶,在業界專家看來,與巨大的產量不無關系。世界鋼鐵協會統計數據顯示,全球鋼廠平均每生產1噸鋼會排放1.8噸二氧化碳,2020年我國粗鋼產量突破10億噸,占全球粗鋼產量的一半以上,減排的壓力可想而知。
而相比發達經濟體的生產結構,我國的鋼鐵生產以高爐-轉爐長流程生產工藝為主,也導致碳排放強度明顯高于以短流程為主的鋼鐵生產,受制于能源結構的高碳化,鋼企幾乎每個生產環節都有一定的碳排放。
“簡單說鋼鐵的產量巨大,而且消費可能還沒達峰,能源結構也不占優勢,是鋼鐵業減碳面臨的巨大挑戰。”對此,業界專家指出,盡管近年來鋼材
市場景氣度改善,但隨著鐵礦石價格的再次走高,鋼鐵企業的盈利也受到影響,如何科學減碳考驗行業智慧。
對鋼鐵企業而言,實現“雙碳”目標可謂又一次的供給側結構性改革。鋼之家網站創始人吳文章認為,碳達峰、碳中和對鋼鐵行業必將帶來一次洗牌,完成超低排放的、具有綠色環保生產能力的鋼鐵企業會有更大的發展空間,而沒有超低排放、工業技術落后、產能落后的鋼鐵企業,不僅未來缺乏競爭力,還會被市場淘汰。
據了解,目前鋼鐵行業碳達峰實施方案以及碳中和技術路線圖的制定工作已基本完成,行業普遍預期到2025年實現碳達峰,到2030年,鋼鐵業碳排放量則較峰值降低30%。“對鋼鐵行業,碳達峰不容易,碳中和會更難。”對此,李新創也表示,未來鋼鐵行業還要依靠
碳匯、碳捕捉等手段來實現碳中和。
技術路徑日漸清晰
面對新挑戰,鋼鐵企業正密集推進行動。作為全球最大鋼企,中國寶武鋼鐵集團有限公司(下稱“中國寶武”)率先布局,在前期發布碳中和目標后,近期再次發布低碳冶金技術路線圖,并發起設立全球低碳冶金創新聯盟。
在專家看來,中國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、重構高爐工藝技術減碳、氫冶金技術減碳、短流程近終形制造技術減碳、循環經濟減碳和二氧化碳資源化利用技術減碳六條技術路線。
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極限能耗模型,通過最佳可適商業技術(BACT)應用以及智慧制造、界面能效提升、余熱余能深度資源化等領域的集成創新,逼近極限能效。
在重構高爐工藝技術減碳上,則通過技術創新將高爐煤氣二氧化碳分離提質、加熱返回高爐使用,實現高爐碳利用率極致化,結合富氫冶煉,構建富氫碳循環高爐技術體系,爭取實現較傳統高爐噸鐵碳排放強度下降30%左右。
而氫冶金技術減碳重點研究綠色制氫工藝技術、氫氣直接還原鐵礦石工藝技術以及集成應用綠氫-直接還原-電爐短流程冶煉技術,實現噸鋼碳排放強度相比高爐-轉爐流程大幅度的降碳。
在短流程減碳上,計劃通過構建短流程近終形制造技術平臺,開展電爐+近終形制造工藝技術路徑研究,實現鋼鐵加工工藝流程極低減碳。
另外,通過研發鋼鐵循環材料、含鐵含碳固廢、多源生物質等資源在鋼鐵生產過程中的使用技術,減少化石能源消耗,實現循環經濟減碳,并對鋼鐵流程二氧化碳低成本、大規模進行捕集和資源化利用,探索鋼鐵流程深度減碳技術。
為推進技術路線圖,中國寶武組建了低碳冶金創新中心,初步形成一中心多試驗基地格局,啟動包括氫冶金技術、富氫碳循環高爐技術等十大科研項目。此外,中國寶武還成立了專業從事清潔能源和可再生能源開發利用的寶武清潔能源有限公司,發起設立國內市場規模最大碳中和主題基金。
“在各方努力下,鋼鐵行業實現‘雙碳’目標的技術路線圖相當豐富,相信在中國寶武的牽頭努力下,全球鋼鐵行業一定會在2050年實現承諾。”世界鋼鐵協會總干事巴松表示。