实现碳达峰碳中和,钢铁行业正迎难而上,加快转型升级步伐,向低碳、绿色、高质量方向发展。碳达峰碳中和无论对企业还是社会而言,都是一个巨大的挑战,但同时也带来了很多机遇,听听业内大咖的建议。
中国钢铁工业协会执行会长何文波在近日举行的第十一届中国国际钢铁大会上指出,全世界发达国家,无一不是通过碳排放实现了工业高速发展,而中国工业化城镇化尚未完成,钢铁消费强度和规模不会很快下降。
实现碳达峰碳中和,如何保证工业“粮食”吃饱又吃好,既有力满足国民经济发展需要,又不造成碳排放负担?钢铁行业正迎难而上,找寻一条符合中国国情的低碳发展道路。
关键词:“瘦身”、创新、合作
“瘦身”,守住产能底线。工业和信息化部原材料工业司一级巡视员吕桂新指出,控制粗钢产量,是增加电炉短流程炼钢比例、发展氢冶金、碳捕捉、碳封存等绿色工艺技术外,最主要、最立竿见影的减排举措。
今年以来,我国相继放开再生钢铁原料进口、调整钢铁进出口关税、压缩粗钢产量、严控产能置换,旨在以政策为导向提高铁素资源供给,减少能源、铁矿石消耗,以进出口调解供需,引导压减粗钢产量,鼓励高附加值产品参与国际竞争。
创新,重塑绿色产能。能源结构、工艺结构和材料技术是钢铁行业脱碳技术创新的发力点。在安赛乐米塔尔集团执行副总裁布拉德·戴维看来,利用废钢炼钢比例有限,如何最大限度减少铁矿石消耗、寻找可替代清洁能源是实现零碳炼钢的关键。
他介绍,正在试验的碳循环、生物能、氢冶金、碳捕获等技术或可将炼钢转变为负碳工艺,甚至可使钢铁行业处于循环经济的核心位置。
目前,中国宝武、首钢、河钢、建龙、酒钢、日照等一大批钢铁企业正在积极探索建立氢冶金示范项目并有所突破。
但如何让技术升级带来的成本上升转化为产品竞争力也是新挑战。一些企业正在积极构建绿色产业链,引导下游行业绿色消费。
合作,应对共同挑战。低碳零碳冶金技术具有颠覆性,有些尚处“无人区”,其突破不是哪一个行业企业能够单独完成的,需要全社会、上下游、科研院所协同创新。钢铁行业在探索低碳绿色发展路径的过程中要不断扩大视野、跨界合作。
李新创:以创新力促钢铁工业实现减碳增绿
减排减碳,冶金工业规划研究院党委书记、总工程师李新创表示,我国是世界最大的钢铁生产和消费国,行业面临从碳排放强度的相对约束到碳排放总量的绝对约束和低碳发展的更多挑战,加快推进低碳转型,促进企业绿色发展,助力打赢蓝天保卫战并提前实现碳达峰是国家建设发展的需要,是行业转型升级、高质量发展的重要标志。
李新创建议:优化工艺结构路线,调整产业结构。在循环经济理念下,进一步提高各类资源的循环利用率,提高废钢使用比例和球团使用比例,有序引导建设短流程电炉炼钢,有效降低铁钢比,减少吨钢碳排放。
鼓励清洁能源,调整能源结构。企业积极采用太阳能、风能、氢能和生物质能等清洁能源,协作研发并推广应用非化石能源替代技术、生物质能技术、储能技术等,促进能源结构清洁低碳化。
立足科技进步,创新低碳技术。以自主研发为主体,注重加强国际合作,配合“一带一路”建设,加大科技研发投入,积极推动低碳冶金技术的突破,加强二氧化碳捕集、封存及利用技术等低碳技术的创新研发应用。
强化碳管控水平,积极参与碳交易。主动关注国家碳交易政策,配合做好碳核查及碳市场建设基础性工作。
左海滨:氢冶金是比较理想的低碳冶金技术路径
北京科技大学教授、钢铁冶金新技术国家重点实验室副主任左海滨就钢铁行业碳减排路径指出,“我国钢铁行业以长流程生产模式为主,高炉炼铁技术经过不断发展已相当成熟,依靠现有技术实现钢铁行业进一步大幅节能减排的潜力已十分有限。因此,要想在2025年前实现碳达峰,唯有突破现有的生产模式。从目前来看,氢冶金被公认为是比较理想的低碳冶金技术路径。”
“目前,世界范围内正在探索的低碳冶金技术路径主要分为两大类,一类是针对长流程的,主要通过向高炉喷吹富氢还原气体以降低碳消耗,从而实现二氧化碳减排,目前致力于研究此路径的国家主要有中国、日本、韩国、德国等;另一类是针对短流程的,涉及工艺主要包括M I DREX、HYL/ Ener gi r on(两种气基竖炉直接还原工艺)等,目前正在研究这一路径的国家主要有瑞典、奥地利、德国等。同时,德国和中国是少有的两种低碳冶金技术研究同时兼顾的国家。”左海滨指出。
日本最著名的低碳冶金项目就是COURSE50项目(日本环境和谐型炼铁工艺技术开发项目)。该项目于2008年7月份启动,重点研发基于氢还原的高炉煤气分离、回收二氧化碳技术,计划在2030年将二氧化碳排放量降低30%,并在2050年使该技术得到普及应用。
韩国浦项的富氢高炉炼铁技术,目标是减少10%的二氧化碳排放。浦项计划在2018年—2024年发展二氧化碳减排型炼铁技术,到2030年投入2座高炉试运行,到2040年投入12座高炉。
以瑞典、奥地利为代表的欧洲国家的低碳技术路径以绿氢直接还原+电炉为主。瑞典HYBRI T项目(无化石燃料海绵铁生产中试线)是采用氢气替代炼焦煤、焦炭或天然气的突破性炼铁技术。该技术计划在2025年—2035年建设示范厂,之后实现商用。
德国低碳技术路径兼顾高炉富氢冶炼和绿氢直接还原。在长流程方面,由德国蒂森克虏伯集团发起的Ca r bon2Che m项目(利用炼钢尾气合成化工产品)可以将废气转化为化工产品原材料,二氧化碳将不再排放到空气中。2019年在杜伊斯堡9号高炉(日产铁水4600吨)进行了喷吹氢气试验,目前第二阶段试验计划推迟到2022年开始。2020年8月份,德国迪林根钢铁和德国萨尔钢铁投资1400万欧元进行了高炉喷吹焦炉煤气试验,具备了在技术允许范围内使用氢气进行高炉冶炼的能力,计划到2035年减少40%的碳排放量。在短流程方面,德国最有代表性的低碳冶炼项目是SALCOS项目(萨尔茨吉特绿氢项目),旨在通过使用绿色氢气和生物甲烷生产钢铁,主要原理是风电制氢+直接还原。
左海滨认为,基于碳减排、中国市场区域和需求差异,未来直接还原+电炉的技术路径将得到较快发展,但具体占比还应根据市场情况来动态确定。由于我国钢铁行业长流程占比高达近90%,未来低碳技术路径必将主要基于现有的长流程,高炉富氢冶炼必将成为未来我国钢铁行业技术攻关的重点。
(内容来源于新华社、信息资源网、冶金工业研究院公众号)