分享好友 钢铁资讯首页 钢铁资讯分类 切换频道

张龙强:钢铁减“碳” “氢”装上阵

2022-02-28 09:596140中国知识产权报

  哐当哐当,哐当当……2月15日,随着一声声铿锵有力的打桩声响起,位于广东省湛江市的宝山钢铁股份有限公司(下称宝钢股份)“零碳”冶炼项目——拥有自主知识产权的国内首套百万吨级氢基竖炉全面施工建设,吹响了我国钢铁行业向“零碳”制造技术进军的号角。

  数据显示,目前我国钢铁行业CO2排放总量较大(占全国15%左右),是工业领域减碳的重点行业之一。为确保2030年前碳达峰,2月7日,工业和信息化部等三部委发布了《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》并指出,坚持总量调控和科技创新降碳相结合,坚持源头治理、过程控制和末端治理相结合,全面推进超低排放改造,统筹推进减污降碳协同治理。

  “双碳目标倒逼我国钢铁行业技术创新。”冶金工业信息标准研究院党委书记、院长张龙强对中国知识产权报记者表示,在双碳目标下,低碳冶金的优势将促使国内各大钢铁生产企业加大低碳冶金研发和投资力度。未来,随着一大批拥有自主知识产权的“低碳”钢铁冶金工艺技术不断落地,我国钢铁行业有望迎来“零碳”冶炼时代。

高炉减碳靠改造

  2021年11月29日,大型纪录片《钢铁脊梁》在中央广播电视总台央视财经频道首播,全面讲述钢铁行业具有重大影响力和巨大历史价值的故事。在纪录片中出现的汉冶萍煤铁厂矿有限公司完整保留了汉冶萍时期的冶炼炉一座,这是我国现存最早的近代工业中钢铁冶炼遗址,具有非常高的文物价值。

  钢铁冶炼炉是钢铁生产的基础设施,同时也是钢铁产业技术升级的重点。按照钢铁生产流程的长短,可分为高炉-转炉长流程和电弧炉短流程的钢铁生产。长流程冶炼一般指在高炉中以焦炭为还原剂,对铁矿石进行冶炼,得到铁水,然后铁水再移至转炉中,通过吹氧去除多余的碳、氧、磷和剩余的硫,得到成分合格的钢水。短流程冶炼一般是指用电弧炉对以废钢为主的原料进行加热冶炼。

  目前,我国钢铁工业以高炉-转炉长流程生产为主,一次能源消耗结构主要为煤炭,节能降碳改造升级潜力较大。根据最近发布的《钢铁行业节能降碳改造升级实施指南》披露,截至2020年底,我国钢铁行业高炉工序能效优于标杆水平的产能约占4%,能效低于基准水平的产能约占30%;转炉工序能效优于标杆水平的产能约占6%,能效低于基准水平的产能约占30%。

  控碳很难吗?难。以高炉为例,根据日本专家对生产1吨铁所需能耗计算,高炉炼铁过程最低纯碳消耗量为414千克/吨,仅此能耗就约占钢铁长流程总能耗的60%。“目前,长流程钢铁生产仍是中国钢铁生产的主要生产工艺。”北京科技大学冶金与生态工程学院教授白皓对记者表示,没有这些能耗,高炉就无法实现炼铁过程,这也是钢铁工业吨钢能耗高的一个重要原因。

  “面对双碳目标,钢铁行业减碳、控碳的路径之一就是从高炉到非高炉。”兰格钢铁研究中心副主任葛昕表示,去年底开始,国内部分钢铁生产企业在现有钢铁产能置换中就存在明显的长流程向短流程转向的趋势,其目标为了在未来钢铁行业的竞争中取得先机。

“氢”装上阵破瓶颈

  “钢铁冶炼的长流程向短流程转向是控碳的方式之一,另一个更清洁的冶炼方法就是氢能冶炼技术。”张龙强介绍,氢能在冶金领域的创新与应用,将推动传统“碳冶金”向新型“氢冶金”转变,使钢铁生产摆脱对化石能源的绝对依赖,一旦技术取得突破,将全面改变钢铁行业高碳排放的格局。

  2019年1月,中国宝武与中核集团、清华大学签订《核能-制氢-冶金耦合技术战略合作框架协议》,共同打造核氢冶金产业联盟。前不久,基于相关技术,中国宝武旗下的宝钢股份在湛江基地开工建设(一期)1 座百万吨级、具备全氢工艺试验条件的氢基竖炉直接还原示范工程及配套设施,可按不同比例灵活使用焦炉煤气、天然气和氢气。

  宝钢股份相关负责人介绍,未来,湛江基地将在氢基竖炉的基础上,利用南海地区光伏、风能配套上“光-电-氢”“风-电-氢”绿色能源,形成与钢铁冶金工艺相匹配的全循环、封闭的流程,产线碳排放较长流程降低90%以上,并通过碳捕集、森林碳汇等实现绿氢全流程零碳工厂。

  在清洁冶炼技术方面,北京科技大学冶金工程专业作为世界一流建设学科,在钢铁冶金新技术方面具有强大的研究实力,目前已经在冶金与生态工程学院组建了二氧化碳科学研究中心,并加强与企业深度合作。2021年4月,拥有自主知识产权的氢基熔融还原冶炼技术在内蒙古自治区乌海市成功落地转化。该技术是由建龙集团与北京科技大学等科研单位联合开发出的第一代氢基熔融还原CISP新工艺,其关键设备及零部件均实现国产化。

  与此同时,“中国钢铁企业在积极开展与减碳技术相关的研究和实践中也取得了诸多创新成果。”张龙强表示,在“2021全球专利创新指数”,排名前30名企业中有13家中国钢铁企业入选,其中中国宝武位列第三,排在全球专利创新指数第一阵营。

  在白皓看来,宝钢股份的百万吨级氢基竖炉工程作为低碳冶金的示范工程以及建龙集团的氢基熔融还原冶炼技术的落地应用,无疑对我国钢铁行业的创新引领、推动科学减碳具有重要意义。

按图索骥可控碳

  近年来,我国不同的钢铁企业根据国家、地方、行业的双碳政策以及结合自身实际分别制定碳减排规划和路线图。“中国宝武、河钢集团等企业已率先提出到2050年的减碳技术路线。”白皓表示,以中国宝武为例,其提出了绿色低碳发展主要思路,并在宝钢股份宝山基地开展富氢高炉试验、湛江基地开展氢基竖炉试验、梅山基地开展大废钢试验,在八一钢铁开展富氧和炉顶煤气循环试验等。

  河钢集团提出的技术路径包括优化产业布局及流程结构变革,推进全流程减排;优化用能并构建多元能源结合体系,加快低碳转型;开展全生命周期评价,助力钢铁材料性能和寿命提升;打造低碳循环经济产业链,实现协同降碳,开展低碳研发技术示范等。

  张龙强表示,当前,我国钢铁行业降碳的主要方向包括:继续实施产能产量双控,控制粗钢总量;落实钢铁行业碳达峰实施方案,统筹推进减污降碳协同治理;有序推进结构调整;开展能效提升及评估,支持企业提高绿色能源使用比例;制定氢冶金行动方案,加快推进低碳冶炼技术研发应用。

  “实现碳达峰、碳中和并非一蹴而就,而是全社会的一场持久战。”张龙强表示,行业企业应充分学习、了解相关政策,完整、准确、全面贯彻新发展理念,统筹兼顾、科学谋划、有序推进钢铁行业低碳发展,通过做好顶层设计、加强标准引领、储备低碳动能、夯实低碳基础、革新低碳技术,推动双碳目标实现。

  白皓建议,未来钢铁工业要实现碳达峰、碳中和目标,需要在流程结构、能源结构、生产工艺的变革,走低碳冶炼之路。推动行业资源综合利用、节能和减排三大维度指标的显著提升,只有应用钢铁绿色低碳关键技术,钢铁企业才能实现良好的经济、环境和社会效益的制造模式。


免责声明:tiegu发布的原创及转载内容,仅供客户参考,不作为决策建议。原创内容版权与归tiegu所有,转载需取得tiegu书面授权,且tiegu保留对任何侵权行为和有悖原创内容原意的引用行为进行追究的权利。转载内容来源于网络,目的在于传递更多信息,方便学习交流,并不代表tiegu赞同其观点及对其真实性、完整性负责。如无意中侵犯了您的版权,敬请告之,核实后,将根据著作权人的要求,立即更正或者删除有关内容。申请授权及投诉,请联系tiegu(400-8533-369)处理。



IMF总裁:须在债务重组进程中发挥更积极作用
4月23日,国际货币基金组织(IMF)总裁格奥尔基耶娃表示,IMF必须在债务重组过程中发挥更加积极的作用,并表示中低收入国家正面

0评论2025-04-23247

1.3万亿元超长期特别国债明起发行
2025年超长期特别国债发行将于4月24日正式开闸。专家预计,超长期特别国债将发挥稳增长、促投资、扩内需的重要作用,今年发行高

0评论2025-04-23122

广西:力争2025年上半年钢铁行业产值同比增长5%以上
各设区市、县(市、区)工业和信息化部门:现将《2025年二季度推动工业经济稳增长若干政策措施》印发给你们,请认真贯彻落实。广

0评论2025-04-23136

2024年煤炭行业统计年报汇审会召开
4月17日,中国煤炭工业协会在福建省上杭县召开了2024年煤炭行业统计年报汇审会。来自全国各省煤炭管理部门和全国大型煤炭企业负

0评论2025-04-23135

创元期货:铁合金缺乏向上动能
年初以来,黑链指数冲高回落。锰硅节奏上与黑色系基本同频,但波动更大,且较前低仍有空间。锰硅期货2505合约从1月9日的低点6008

0评论2025-03-18340

“十四五”国家重点研发计划“长流程钢铁冶金超低碳排放关键共性技术及其应用”项目启动会暨实施方案论证会顺利举行
3月15日,“十四五”国家重点研发计划“先进结构与复合材料”重点专项“长流程钢铁冶金超低碳排放关键共性技术及其应用”项目启

0评论2025-03-18339

事关提振消费!国家发改委、财政部、央行等6部门最新发声
3月17日,国务院新闻办公室举行新闻发布会,国家发展改革委副主任李春临和财政部、人力资源社会保障部、商务部、中国人民银行、

0评论2025-03-18292

金融如何更好支持民营企业,倡议书来了!
中国银行业协会联合全国工商联3月17日在京发布《银行业金融机构支持民营经济高质量发展倡议书》,号召银行业金融机构以更大力度

0评论2025-03-18228

事关育儿、就业、增收!国新办发布会解读《提振消费专项行动方案》
中共中央办公厅、国务院办公厅近日印发的《提振消费专项行动方案》,按照以增收减负提升消费能力、以高质量供给创造有效需求、以

0评论2025-03-18243

强调增收减负,部署七大行动,提振消费专项行动方案详解
中共中央办公厅、国务院办公厅近日印发《提振消费专项行动方案》。行动方案在需求侧加大政策力度,着力促进居民增收减负,并且部

0评论2025-03-18298