“碳”索大宗之钢铁：钢铁行业降碳路径选择
2023-09-20 07:16:37   来源： ()　   评论：0 点击：

站在国家层面，实现“碳达峰”和“碳中和”目标是我国主动承担应对全球气候变化责任的大国担当，是我国加快生态文明建设和实现高质量发展的重要抓手，更是促进我国能源格局彻底转变的重要途径。从图1中可以发现钢铁行业（黑色）的碳排放占比达到18%，是继热、电行业之后的第二大碳排放行业。同时，钢铁行业还是国民经济的重要基础产业和工业生产的重要领域、能源消费和碳排放的大户以及碳排放的重点监管领域。因此钢铁行业实现“双碳”目标的路径可能会给其他工业生产行业的“双碳”路径提供参考。

根据工信部的有关资料显示，我国钢铁工业实现“双碳”目标大致要经历三个阶段：第一阶段（2020年-2030年）——碳达峰平台期，在这个阶段里面，我国的钢铁工业将深入推进供给侧结构性改革，严格控制产出总量，并通过优化有关政策实现钢铁行业的产业结构转型升级。第二阶段（2030年-2050年）——脱碳化阶段，在这个阶段，我国钢铁行业将继续落实严控产出总量的政策并淘汰落后产能，同时要提高废钢的使用比例，使得钢材生产流程和能源结构得到调整。第三阶段（2050年-2060年）——碳中和阶段，在这个阶段，我国钢铁行业将进一步落实严控产出总量的政策，并持续淘汰落后产能，提高氢冶金在钢铁冶炼过程中的占比。

为了实现各个阶段的目标，我国钢铁行业的降碳路径大致分为三类：控制产能增长、优化能源结构和推广碳吸收技术。

（1）控制产能增长。

只要钢铁生产线一直处于运行的过程那么肯定会产生碳排放，但是当生产线停止运行的时候，碳排放为0。因此严控产能的增长甚至削减产能可以直接并且高效的降低碳排放。为此我国钢铁工业提出在2030年将粗钢产量下降至8亿吨，在2060年将粗钢产量进一步下降至6亿吨。

（2）优化能源结构。

粗钢的产能毕竟不能无休止的下降，当控制产能这一措施带来的降碳效果有限时，就需要从钢铁生产过程的能源结构入手来解决进一步降碳的目标。具体分为两种路径，一种是节能技术的使用，另一种是冶炼方式的转变。节能技术的使用主要体现在余热余能利用、绿色化运输以及智能化技术的应用等。

而冶炼方式的转变具体分为两种方式：一种是由目前的高炉-转炉的长流程炼钢转向全废钢电炉的短流程炼钢，另一种是利用氢冶金技术代替碳冶金技术。根据表1中冶金工业规划研究院的数据显示目前我国的钢铁生产中有94%是通过长流程完成的，仅有6%通过短流程完成。当到2030的时候，我国钢铁钢业已经实现“碳达峰”目标，此时我国的钢铁生产有67%是通过长流程完成，30%通过短流程完成，3%通过氢冶金完成。当到2050年的时候，我国距离实现“碳中和”目标还差最后十年，此时我国的钢铁生产有15%通过长流程完成，70%通过短流程完成，15%通过氢冶金完成。当到2060年的时候，我国已经实现“碳中和”目标，此时我国的钢铁生产有15%通过长流程完成，但是由于我国钢铁总产量的下降使得废钢资源有所减少，因此60%通过短流程完成，剩下25%的产量则通过氢冶金完成。

（3）推广碳吸收技术

CCUS——Carbon Capture，Utilization and Storage，即“碳捕集与利用、封存”是钢铁行业走向“碳中和”的最后一步，它可以对钢铁生产过程中产生的二氧化碳进行捕获、提纯以及再利用，进而实现降碳目标。目前包钢（集团）公司的200万吨（一期50万吨）CCUS示范项目已经与2022年6月开工奠基，建成后预计每年可以减排二氧化碳36.53万吨。

最后，还要看到当前我国钢铁行业实现“双碳”目标还存在一定的困难：首先是产能置换的成本相对较高；其次是废钢资源的利用以及氢冶金的技术还不够完善，而且氢能的制造、储备以及运输技术也不够完善；最后是CCUS技术还无法在所有钢铁企业进行普及。

结语：虽然目前我国钢铁行业在降碳过程中仍面临诸多问题和挑战，但是在相关政策的支持下，我国钢铁行业可以通过正确的路径进行探索，逐渐实现钢铁生产的技术进步，最终顺利实现钢铁行业“碳中和”的目标。

来源：卓创资讯