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毛新平院士:钢铁减碳要重视这几个协同

来源:环保设备网
时间:2021-06-11 09:16:06
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毛新平院士:钢铁减碳要重视这几个协同钢铁行业是我国国民经济的重要基础产业,也是制造业 31 个门类中碳排放量最大的行业, 其碳排放量约占全国总排放量的 15%。过去 30 年间,钢

钢铁行业是我国国民经济的重要基础产业,也是制造业 31 个门类中碳排放量最大的行业, 其碳排放量约占全国总排放量的 15%。

过去 30 年间,钢铁行业不断加快低碳转型步伐,单位能耗逐年下降,吨钢二氧化碳排放从 3.87 吨下降至 1.89 吨,下降幅度约 50%,但与此同时,随着产能屡创新高, 钢铁行业二氧化碳排放总量与碳强度控制仍面临重压。

面对 《钢铁行业碳达峰及降碳行动方案》初稿拟定的"2025 年前,钢铁行业实现碳排放达峰;到 2030 年,钢铁行业碳排放量较峰值降低 30%"目标,钢铁行业脱碳之路将面临哪些挑战? 未来,钢铁行业发展应如何平衡经济与产业发展之间的矛盾? 对此,记者专访了中国工程院院士毛新平。

他强调, 钢铁行业构建绿色低碳产业生态链,在优化产业布局的同时,需推进与化工、石化、建材等行业协同降碳,形成上下游产业链,从而实现冶金炉渣建材化、城市固废资源化与环境治理生态化。

产能屡创新高

结构亟待提升改进

《中国城市能源周刊》: 作为" 碳达峰、碳中和"任务的重点攻坚行业,钢铁行业推动碳减排难在哪?

毛新平:结合行业发展现状来看,目前,我国钢铁行业生产总量居高不下,所致二氧化碳排放总量只增不减。尤其粗钢产量自1996年突破1亿吨后, 已连续 25年保持世界第一, 经济社会发展需求的推动下,我国钢铁产能屡创新高,2020年,粗钢产量为10.65亿吨, 约占全世界产量的56.8%,二氧化碳排放量约18亿吨,约占全国碳排放量的 15%。

我国钢铁企业数量较多, 具有冶炼能力的企业达500多家,但各企业结构、水平差异较大,产业集中度较低。按照十大钢铁企业粗钢累计产量计算,2019年,我国钢铁产业集中度低于37%, 而韩国钢铁产业集中度为89.2%、日本钢铁产业集中度为81.5%,在产业集中度方面仍有较大差距,亟待提升改进。

与此同时,钢铁生产工艺落后也成为制约钢铁行业绿色低碳发展的重要因素。如我国钢铁制造多以高炉-转炉制造为主,这类长流程制造工艺二氧化碳排放相对较大,每生产一吨钢,约产生1.8吨二氧化碳;而发达国家废钢储备量较大, 多以废钢为原料,采用电炉短流程制造生产钢铁,每生产一吨钢, 二氧化碳排放量仅在0.5吨左右。对标国际,我国电炉钢所占比重仍偏小,2018 年, 我国电炉钢比仅占11.6%,而世界平均水平为29%。

技术创新是关键

看好氢冶金

《中国城市能源周刊》:生产总量过高、产业集中度过低等难题制约下,在您看来, 推动钢铁行业"碳达峰、碳中和" 的关键因素是什么?

毛新平:加快钢铁行业绿色、低碳转型,突破钢铁行业减排核心技术是关键。

如在原料领域,可开发焦炉煤气富氢能源重整、生物质炼铁、蓄换热结合的新型节能焦炉等绿色、低碳创新工艺;在炼铁领域, 则可创新采用高比例球团高炉炼铁技术、全氧富氢高炉低碳炼铁技术、氢基熔融还原炼铁技术等;而在炼钢及其他领域,可提高电炉短流程高效化技术应用。

在减排核心技术中, 氢无疑是钢铁行业实现碳中和的重要选择。用氢气取代碳对铁矿石进行还原的氢冶金技术, 可减少钢铁冶金过程中, 由于碳还原造成的二氧化碳排放, 其被认为是真正实现低碳或无碳钢铁冶金的技术。若采用氢气对铁矿石进行还原,加之电炉工艺,其二氧化碳排放仅为传统高炉-转炉制造流程的20%,减排效果十分显著。

尤为需要强调的是,钢铁行业是典型的流程工业,1—2个颠覆性技术的应用,并不能解决整个钢铁行业低碳发展的问题,针对钢铁行业全流程作业,须实现每一道工序、每一个环节的技术创新,进而实现全行业的节能减碳。

优化产业布局与约束机制

力促协同降碳

《中国城市能源周刊》:未来,钢铁行业“碳达峰、碳中和”目标实现,应着重从哪几方面推进,钢铁行业碳中和路线图应如何规划?

毛新平:钢铁行业实现“碳达峰、碳中和”的首要任务就是控制钢铁行业产能产量、淘汰落后产能、提高产业集中度;逐步建立以碳排放、污染物排放、能耗总量为依据的存量约束机制,提高钢铁行业总能效。

其次,应不断优化用能和流程结构,大比例使用包括风能、太阳能在内的可再生能源,同时进一步优化流程结构,尽可能推广应用热效率高、综合能耗低、碳排放较低的短流程电炉工艺,推动绿色、低碳制造技术的使用。

第三,要优化产业布局,构建绿色低碳产业生态链。需推进钢铁行业与化工、石化、建材等行业协同降碳,形成上下游产业链,互为供给,互为补充,从而实现冶金炉渣建材化、城市固废资源化、环境治理生态化,助推绿色、低碳循环发展。

值得注意的是,钢铁行业是我国国民经济的支柱性产业,是关系国计民生的基础性行业,其快速发展与经济社会发展高度相关,这就要求钢铁工业实现“碳达峰、碳中和”还需平衡社会经济发展与钢铁行业减碳之间矛盾,与经济社会发展协同推进。