近两个月，位于上海宝山的中国宝武中央研究院里，许多研发人员每天上班第一件事，就是打开视频连线，盯着数千公里之遥的新疆八一钢铁低碳创新试验基地。镜头里，一座大小仅400立方米的“迷你”高炉成为关注焦点；镜头外，冶金、化工、热能等多个领域的研发人员盯着高炉生产的每个细节，忙着计算、分析数据，得出结论。“连续十天，减碳比例达到10%左右。”中国宝武中央研究院院长助理毛晓明惊喜地对记者表示，“这是一个了不起的开始！”而这，也是新晋世界百强企业、全球最大钢铁企业一个新的起点。
中国宝武面向全球开放的低碳冶炼新工艺创新平台——富氢碳循环高炉
握指成拳8月刚公布的2021年《财富》世界500强中，中国宝武排名第72位，比上年提升39位，第一次进入全球百强企业之列。去年全年，中国宝武实现粗钢产量1.15亿吨，规模位居世界第一。跻身全球百强企业并成为世界第一钢企，意味着中国宝武已经初步建立起与中国钢铁业全球地位相匹配的企业空间规模体系。中国钢铁业，“小、散、乱”是供给侧症结之源。近年来，中国宝武通过大手笔的市场化联合重组和专业化整合，迅速提高行业集中度，提升中国钢铁业的发展质量与国际竞争力。能力越强，责任越大。当前中国钢铁行业的碳排放量占全国碳排放总量的15%，是制造业31个门类中碳排放量的大户。钢铁行业减碳能否成功，关乎我国“碳达峰”“碳中和”目标的实现。今年初，中国宝武在国内钢铁行业率先发布了实现“碳达峰”“碳中和”目标的时间表：将于今年内发布低碳冶金路线图、2023年力争实现碳达峰、2025年具备减碳30%的工艺技术能力、2035年力争减碳30%、2050年力争实现碳中和。当前，中国宝武正在抓紧制定一份具有开创意义的“低碳冶金路线图”。“我们将围绕‘冶金原理+科学管理’攻坚突破，实现从原燃料端到生产制造端，再到使用端的深度协同降碳。”中国宝武党委书记、董事长陈德荣表示。虽然没有先例可循，但这张“低碳冶金路线图”绝非空中楼阁。目前，中国宝武正根据各钢铁基地区位差异、资源禀赋特点，研究因地制宜的低碳发展路线，通过创新引领，推动科学减碳。“减碳是巨大的工程，一项技术就是几个亿、十几亿元的研发投入，还需要调动方方面面的资源。”中国宝武中央研究院负责人表示，中国宝武加速专业化整合，汇集各地钢铁企业的技术与资源，形成低碳发展的“集团化优势”，既能集中力量、避免重复研发，又利于新技术大规模推动应用。科学减碳新疆八一钢铁是中国宝武的钢铁基地之一。2014年，全国钢铁业去产能，八钢的这台400立方米老旧高炉停止炼铁，考虑工厂环保需求，当时没有拆除，用来处理钢厂废弃物。如今，中国宝武旗下数千立方米现代化高炉比比皆是，集全集团之力的“低碳冶金”，为何盯着一座早已濒临淘汰的小高炉？大与小之间，恰恰体现了科学务实的精神。面向未来，欧美国家根据其资源禀赋特点，大多计划新建气基竖炉代替高炉进行炼铁。比如，安赛乐米塔尔、瑞典钢铁等海外企业，正在探索以氢气作为还原剂，还原铁矿石生产海绵铁。但中国宝武的经营者意识到，面对“碳达峰”“碳中和”这一空前复杂的系统工程，理论上再完美的技术也必须植根于现实土壤，国内大多数高炉使用时间不长，短期内很难大规模弃旧。中国宝武在沪疆两地共同试验的“富氢碳循环”技术，原理是通过超高富氧甚至全氧冶炼，提高冶炼效率，提升煤气质量，在脱除煤气中的二氧化碳后，获得高还原性煤气，实现煤气自循环利用。同时，在高炉煤气中加注氢气，进一步降低二氧化碳排放，最终实现减碳30%以上。虽然减碳量不及全氢冶炼，但这一技术一旦成熟，短期内更易大规模推广，能够帮助企业在发展中实实在在地将碳排放减下来。
2018年，中国宝武研发多年的“富氢碳循环”走出实验室，进入生产应用试验。考虑在数千立方米大高炉中试验风险过大，企业便选中新疆八钢这座小高炉，去年7月完成改造，今年6月接入脱碳处理后的高炉煤气。生产运行近两个月来，减碳量已初步稳定在8%—10%左右，后续将按计划持续提升。“400立方米的高炉很小，但过去一年里我们经历了巨大的困难。”中国宝武中央研究院相关负责人介绍，随着高炉鼓风含氧量的不断提升，炉况一次次出现前所未见的变化，甚至一度需要靠人工往外扒铁渣……前所未见的困难也蕴含着前所未有的机遇。中国宝武研发人员表示，很长时间以来，全世界都认为高炉炼铁技术已经极为成熟，不再有创新空间了。没想到，在低碳发展的新征程上，新一轮技术革命已然开启。“我们率先探索后，近期国外同行也开始尝试这条‘碳循环’路径。”任重道远尽管目前中国宝武已经认准了“富氢碳循环”这项低碳发展的关键核心技术，但面对“碳达峰”“碳中和”这一复杂的系统工程，独木不成林，没有一项技术能解决所有问题。上海宝山，中国宝武中央研究院试验室里，一台从零开始打造的微波烧结设备已经进入中试。这是高炉炼铁的前端环节，研发人员用电代替煤炭，通过微波烧结铁矿石，试图从占炼铁生产流程碳排放量15%的烧结环节着手，实现减碳的新突破。广东湛江，中国宝武最为先进的湛江钢铁基地，今年三季度就将开工建设1座百万吨级、具备全氢工艺试验条件的氢基竖炉。二期还将计划建设1套百万吨级氢基竖炉工程，未来逐步采用可再生能源发电—高效水电解生产的绿色氢气炼铁，目标是氢气比例达到100%。这将是低碳冶炼的“终极答案”。“富氢碳循环、微波烧结和氢基竖炉直接还原是目前中国宝武着重推动的三项减碳技术。但我们并不认为这些已经开展的研究，就是工作的全部。”中国宝武中央研究院技术专家表示，展望未来，比如可以在中国广阔的西部等地区采用高效率、低成本的光伏发电技术，用绿电制取绿氢，从而实现源头降碳。近期，中国宝武还设立了首期100亿元、总规模500亿元的碳中和主题基金，聚焦清洁能源、绿色技术、环境保护、污染防治等方向，投资市场上优质的碳中和产业项目。今年6月底，滚滚长江上，白鹤亮翅。国家重大工程金沙江白鹤滩水电站首批机组安全准点投产发电，标志着世界最大清洁能源走廊在我国基本建成，中国向着“碳达峰”“碳中和”目标又迈出了坚实一步。工程建设中，中国宝武宝钢股份累计为白鹤滩项目核心发电机组和配套输电变压器的制造，提供了近3万吨关键核心硅钢材料。中国宝武的高等级硅钢广泛应用于各类高能变压器制造，可大幅降低输配电网络损耗，每年节电量已接近三峡水电站年发电量，折合成二氧化碳，相当于减排8670万吨。
中国宝武为金沙江白鹤滩水电站提供关键用材
这一领域，曾经的“卡脖子”技术已被攻克。以中国宝武为代表，中国硅钢技术已经处于全球领先地位。现在，中国宝武充分意识到，钢铁业新一轮的全球技术竞争已经开启，中国钢铁要强大、要引领世界，能否迅速站上世界低碳冶金技术之巅至关重要。“中国宝武正在构建面向全球的低碳冶金创新平台，我们愿意向全行业开放，无条件共享低碳冶金技术。”陈德荣充满信心地表示。
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