氫冶金短流程新工藝關鍵問題探究

儲滿生,唐玨,李峰

東北大學

　　1 鋼鐵產業碳中和技術途徑

　　1.1中國的碳中和戰略

　　中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。

　　碳中和是推動經濟社會發展，實現經濟、能源、環境、氣候共贏的大事，也是邁向生態文明的大考。

　　從碳達峰到碳中和，發達國家45～70年，而中國僅30年，任務艱巨。

　　1.2 鋼鐵工業的重要性

　　鋼鐵工業是國民經濟的重要基礎產業，是國之基石。鋼鐵工業為國家建設提供了重要原材料保障，有力支撐下游用鋼產業發展，推動了我國工業化現代化進程。

　　1.3 鋼鐵生產的主要工藝流程

　　高爐-轉爐長流程：主要依賴煤和焦炭，每生產1噸鋼約產生2噸CO2排放。

　　DRI/廢鋼-電爐短流程：主要依賴電能，噸鋼碳排放約為長流程的30-60%。

 

 

　　1.4 我國鋼鐵產業存在的主要問題

　　長流程為主，依賴煤和焦炭；鋼材純凈度待提高；每年鋼總產量的10～20%因腐蝕而損失；我國特鋼僅占粗鋼總產量的10%；廢鋼-電爐短流程占10%，能源結構和工藝流程待優化；高端特鋼產品對外依存度高，鋼鐵產品結構亟待升級。

 

長流程為主，依賴煤和焦炭            

　　1.5 鋼鐵產業是我國碳中和的重點領域

　　2019年我國粗鋼9.96億噸，碳排放約15億噸，占我國碳總排放16.02%。高爐-轉爐長流程粗鋼產量占90%，致命依賴煤焦化石能源，碳排放高。雙碳政策倒逼鋼鐵產業應用低碳/零碳技術，實現低碳綠色化轉型升級。
 

 

 

　　1.7 中國鋼鐵產業碳中和技術路線圖預測

　　面向2025年實現碳達峰；達峰后將經歷10年左右減排過渡期，向低碳高質量發展轉型，碳排放呈穩中有降；隨后主要依托碳捕集利用和綠色鐵源廢鋼高效循環，進入15年快速減排期；在即將迎來碳中和目標的10年左右為中和達成期，以深度脫碳為首要任務，兼顧經濟發展與減排，最終實現碳中和目標。