“實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，是對(duì)生產(chǎn)、消費(fèi)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和能源體系的一次歷史性革命。作為工業(yè)行業(yè)中最主要的上游產(chǎn)業(yè)，同時(shí)也是最大的碳排放行業(yè)（約占中國(guó)碳排放總量的16%），鋼鐵行業(yè)應(yīng)提前布局，為其他新興工業(yè)部門提供碳排放空間。目前，鋼鐵行業(yè)碳達(dá)峰目標(biāo)初定為：2025年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2030年碳排放量較峰值減少30%。”5月14日，北京科技大學(xué)教授、鋼鐵冶金新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任左海濱就鋼鐵行業(yè)碳減排路徑等問(wèn)題接受《中國(guó)冶金報(bào)》記者專訪時(shí)這樣強(qiáng)調(diào)，“我國(guó)鋼鐵行業(yè)以長(zhǎng)流程生產(chǎn)模式為主，高爐煉鐵技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展已相當(dāng)成熟，依靠現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)進(jìn)一步大幅節(jié)能減排的潛力已十分有限。因此，要想在2025年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，唯有突破現(xiàn)有的生產(chǎn)模式。從目前來(lái)看，氫冶金被公認(rèn)為是比較理想的低碳冶金技術(shù)路徑。”
在采訪中，他向《中國(guó)冶金報(bào)》記者介紹了目前國(guó)內(nèi)外主要的低碳冶金技術(shù)項(xiàng)目和研究進(jìn)展情況，并就我國(guó)鋼鐵行業(yè)、鋼鐵企業(yè)如何走好碳減排之路出謀劃策。
世界兩大主流低碳冶金技術(shù)路徑
“目前，世界范圍內(nèi)正在探索的低碳冶金技術(shù)路徑主要分為兩大類，一類是針對(duì)長(zhǎng)流程的，主要通過(guò)向高爐噴吹富氫還原氣體以降低碳消耗，從而實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排，目前致力于研究此路徑的國(guó)家主要有中國(guó)、日本、韓國(guó)、德國(guó)等；另一類是針對(duì)短流程的，涉及工藝主要包括MIDREX、HYL/Energiron（兩種氣基豎爐直接還原工藝）等，目前正在研究這一路徑的國(guó)家主要有瑞典、奧地利、德國(guó)等。同時(shí)，德國(guó)和中國(guó)是少有的兩種低碳冶金技術(shù)研究同時(shí)兼顧的國(guó)家。”左海濱在介紹各國(guó)低碳冶金技術(shù)路徑和進(jìn)展情況時(shí)這樣歸納道。
“日本最著名的低碳冶金項(xiàng)目就是COURSE50項(xiàng)目（日本環(huán)境和諧型煉鐵工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目）。”左海濱表示。該項(xiàng)目于2008年7月份啟動(dòng)，重點(diǎn)研發(fā)基于氫還原的高爐煤氣分離、回收二氧化碳技術(shù)，計(jì)劃在2030年將二氧化碳排放量降低30%，并在2050年使該技術(shù)得到普及應(yīng)用。“在此基礎(chǔ)上，日本鐵鋼聯(lián)盟還有一個(gè)升級(jí)版——以2100年為目標(biāo)的‘挑戰(zhàn)零碳鋼’長(zhǎng)期愿景，將開(kāi)展以氫為原料的超級(jí)COURSE50項(xiàng)目。”他介紹道。
韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵的富氫高爐煉鐵技術(shù)，目標(biāo)是減少10%的二氧化碳排放。韓國(guó)浦項(xiàng)制鐵計(jì)劃在2018年～2024年發(fā)展二氧化碳減排型煉鐵技術(shù)，2025年通過(guò)官民合作開(kāi)始進(jìn)行試驗(yàn)，到2030年投入2座高爐試運(yùn)行，到2040年投入12座高爐。
總體來(lái)看，以中日韓為代表的亞洲國(guó)家的低碳技術(shù)路徑主要基于現(xiàn)有的長(zhǎng)流程生產(chǎn)模式，以高爐富氫冶煉為主。同時(shí)，中日韓三國(guó)也是目前高爐大型化的代表，聯(lián)合貢獻(xiàn)了世界32座5000立方米及以上高爐中的28座（中國(guó)9座、日本11座、韓國(guó)8座）。
“以瑞典、奧地利為代表的歐洲國(guó)家的低碳技術(shù)路徑以綠氫直接還原+電爐為主。”左海濱介紹道。瑞典HYBRIT項(xiàng)目（無(wú)化石燃料海綿鐵生產(chǎn)中試線）是采用氫氣替代煉焦煤、焦炭或天然氣的突破性煉鐵技術(shù)。該技術(shù)計(jì)劃在2018年～2024年進(jìn)行全面可行性研究，并建立中試廠進(jìn)行試驗(yàn)，在2025年～2035年建設(shè)示范廠，之后實(shí)現(xiàn)商用。“如果投入使用，瑞典的溫室氣體排放量將減少10%，芬蘭將減少7%。”他表示。目前，該項(xiàng)目處于試驗(yàn)階段，計(jì)劃到2045年實(shí)現(xiàn)非化石能源煉鋼。
此外，奧地利的H2FUTURE項(xiàng)目（無(wú)二氧化碳工業(yè)氫試制工廠）采用氫氣直接還原鐵工藝，旨在通過(guò)研發(fā)氫氣替代焦炭冶煉技術(shù)，降低鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中二氧化碳排放量，計(jì)劃到2050年減少80%的二氧化碳排放量。
“目前，中國(guó)寶武、河鋼、包鋼等鋼企明確發(fā)布碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，并設(shè)計(jì)了低碳冶金技術(shù)路徑圖。大部分鋼企目前仍在觀望，擇機(jī)確定適合自身的低碳冶金路徑。”左海濱告訴《中國(guó)冶金報(bào)》記者。
他認(rèn)為，鋼企選擇低碳冶金路徑要量體裁衣，不僅要考慮自身?xiàng)l件、地方資源、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等因素，還要從技術(shù)成本、能耗、碳排放等方面進(jìn)行綜合考慮。“無(wú)論采用哪種技術(shù)路徑，煤氣脫除二氧化碳循環(huán)利用結(jié)合CCUS（二氧化碳捕集、封存、利用）技術(shù)都是繞不開(kāi)的。”左海濱強(qiáng)調(diào)。
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