《朱廷钰:碳中和背景下钢铁行业减污降碳协同发展路径》

  • 来源专题:关键矿产与绿色冶金
  • 编译者: 欧冬智
  • 发布时间:2025-08-27
  • 钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业,2022年我国粗钢产量为10.13亿吨,占全球粗钢总量的55.3%,连续27年保持世界第一。钢铁工业是一个长流程多工序的复杂生产系统,包括烧结、球团、焦炉、高炉、转炉等多个生产工序,从物质流来看,65%以钢铁产品的形式输出,另外35%则以废水、废气、废渣等污染物及化学品副产品形式输出,还伴随着大量未利用的余热,能质归趋多元化。 钢铁工业污-碳排放具有以下三大特点: 一是污-碳排放量大:我国钢铁工业以煤为主能源结构使得污-碳同根同源、排放量大。我国一次能源结构中煤炭占比高于65%,钢铁行业目前每年消耗煤炭的量超过6亿吨,导致烟粉尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物排放总量近120万吨,CO2排放则高达18亿吨,污-碳排放均位列工业行业首位。 二是污-碳排放强度高:在生产结构方面,我国短流程炼钢占比仅10%左右,远低于欧美等发达国家,以长流程为主的生产结构导致综合能耗高、污/碳排放强度大。由于我国废钢资源严重不足,短期内难以支撑电炉大规模发展,生产结构难以快速调整。 三是污-碳协同效应显著:从全生命周期角度分析,超低排放全面实施后,其高能耗、高物耗引发了一定的“碳增量”效应。
  • 原文来源:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyNDM4MDgyNA==&mid=2247485685&idx=1&sn=81aaffab794210fe99dde266793d3907&scene=0
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  • 《碳达峰碳中和倒逼钢铁行业高质量发展》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2021-03-24
    • “我国碳达峰、碳中和任务非常艰巨,要求会更加刚性。”生态环境部应对气候变化司司长李高近日表示,钢铁行业作为我国经济发展重要支撑产业和碳排放重点行业,应强化对碳减排共识,将挑战转化为自身高质量发展动力。 李高在20日举办的2021(第十二届)中国钢铁发展论坛上作出上述表述。他指出,钢铁行业要以国家碳达峰、碳中和目标为导向,统筹谋划目标任务,科学制定行动方案,推动行业碳排放尽早达峰。 工业和信息化部近期释放的信号同样很“刚”。记者了解到,工信部今年将制定出台更加严格的钢铁行业产能置换实施办法,完善产能信息预警发布机制,实施产能产量双控,组织开展钢铁去产能回头看,逐步研究建立以碳排放、污染物排放、能耗总量等为依据的产量约束机制。 目前,我国钢铁行业在制造业31个门类中碳排放量最大,粗钢产量占全球粗钢产量一半以上。 在中国工程院院士殷瑞钰看来,我国钢铁行业经过几十年的发展进步,在吨钢耗能与碳排放量上已经处于国际先进水平,粗钢产量巨大造成了全行业碳排放总量仍然较大。 而与高位震荡上行的粗钢产量相比,钢铁行业利润率提升却相对乏力。如何进一步脱碳、减量、增效?空间有多大?着力点在哪?这些是钢铁行业实现碳达峰、碳中和绕不过的问题。 “不要孤立地看待碳达峰、碳中和。”中国工业经济联合会会长李毅中指出,碳达峰、碳中和事关调整优化产业结构、能源结构、产品结构,牵动着国民经济高质量发展。 李毅中的观点在钢铁行业体现尤为明显。以煤为主的能源结构、以高炉—转炉为主的流程结构、行业集中度不高、高端绿色产品供给不充分等能源、产业、产品结构性问题都是影响钢铁行业碳达峰、碳中和的因素。反过来看,低碳发展也将倒逼钢铁行业深化供给侧结构性改革、实现高质量发展。 “要冷静看待当前钢材消费高增长,国家提出压缩粗钢产量,就是要求钢铁行业切实转变发展理念,从高速增长转移到高质量发展轨道上来。”中国钢铁工业协会副会长骆铁军表示,无论是控产能、还是减产量,目标都指向形成更高水平的供需平衡,这既有利于实现碳达峰、碳中和目标,也有利于钢铁行业转型升级。 今年2月,中钢协发布倡议书,呼吁钢铁行业努力在“十四五”期间提前实现碳达峰:一是尽早实现粗钢产量达峰,二是推动低碳冶金等变革性技术研发,三是有序发展电炉短流程工艺,四是提高高强度钢材的应用。 钢铁企业积极响应,从宝武集团、河钢集团、鞍钢集团等多家钢铁企业近日发布的2021年经营计划中可以看到,碳达峰、碳中和已成为企业发展关键词。 冶金工业规划研究院总工程师李新创介绍,钢铁行业正在加快研究碳达峰及降碳行动方案,包括推动绿色布局、节能及提升能效、优化用能及流程结构、构建循环经济产业链、应用突破性低碳技术、加强制度建设和政策体系支撑等内容。 “钢铁行业将是率先落实碳达峰、碳中和的重要行业,地方落实碳达峰的关键环节,抢占技术创新制高点的重要领域。”李新创说。
  • 《碳中和背景下氢能发展的初步思考》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2020-12-04
    • 1、下一阶段氢能发展将紧密围绕实现碳中和为核心目标 从2014年全球启动新一轮“氢能经济”,氢能产业在世界各国快速推进。 发展到2020年,全球出现两个重要的标志性事项: 第一、在前期仅少数国家如日、韩等正式发布了氢能战略,到今年欧、美、澳洲各国,甚至中东及拉美部分小国都先后发布各自氢能战略或路线图,对未来氢能产业做整体规划与安排,并明确强调绿氢发展目标; 第二,中国对2060年实现碳中和做出承诺,与此前我国提出将在2030年左右二氧化碳排放达到峰值相比,这个目标进一步加大了力度,要求也更高。2020年10月份,欧盟议会进一步重申承诺碳中和目标。 在此背景下,全球氢能经济发展、绿氢制备逐步进入2.0阶段,即推进能源领域深度替代,最终促进尽快实现碳中和。 可以预见,我国氢能发展将在会围绕实现如何促进碳中和前提下,进一步明确后续发展目标与路径。 2、碳中和背景下的氢能发展 化工领域绿氢替代:全球每年氢气产量约6900万吨,中国约2400万吨,99%通过化石能源制取,作为化工原料、工业气体应用在工业各领域,总计排放CO28.3亿吨,其中两个重要领域如下: 全球炼钢行业每年将大约有1.7亿吨的二氧化碳排放到大气中,占全球二氧化碳排放量的5%左右。而在我国,炼钢行业碳排放约占15%,但是占全球的占全球钢铁行业碳排放量的60%以上;传统农业中75% 的二氧化碳(CO2)来自化肥、饲料及燃料,在其中超过一半又来自化肥生产(我国约为61%)。这些领域无疑是未来绿氢存量替代即实现碳中和的重要领域。 交通领域的绿氢替代:我国制定了到2030年发展100万辆燃料电池车的目标。从碳中和角度,我国现有重卡约630万辆,其四项污染物排放量,一氧化碳占汽车总排放的18.0%,碳氢化合物占22%,氮氧化物占53%万吨,颗粒物占59%。因此,未来我国燃料电池车将更多向需要减碳的重卡、工程机械(叉车、装载机、挖掘机等)领域发展,替代现有重卡。 从深度替代角度。随着风、太可再生能源的发展,汽车电动化,在交通、电力、供热领域的减碳快速发展,有希望率先实现转型达成目标。目前,在工业、建筑领域,减碳及碳中和工作进入商业示范与探索。 3、制氢的未来路径的思考 全球已进入大量增加绿氢供应的阶段。欧洲已在推动多个G瓦级制氢项目,大量兆瓦级项目设计及建设中,我们初步统计约有40个绿氢制备项目。在中国已有大量制氢项目上马,据亚化咨询统计,截至2020年8月,中国共有45个风电/光伏制氢项目处于已建成或拟在建阶段。仅张家口地区,纳入今年开工的计划的项目就有三个,后续三年计划累计形成制氢能力超过30,000kg/d。 可见,全球氢能生产与应用进入到一个新的阶段;整体上,这些项目(特别是在中国)主要以满足氢能交通绿氢消耗为主要目标。 为实现碳中和为目标的绿氢深度替代开始向纵深发展,特别是新一代将电能转化学能的技术将快速发展与应用,将带来能源架构根本性的改革。 绿氢替代进入交通以外的化工、建筑、供热、电力等领域;带来不同的各类创新商业模式的发展;如燃料电池卡车商尼古拉(NKLA)宣称成为能源供应商,整合产业链上上游制氢,下游用氢、并进入氢储能调峰市场;2020年8月31日,SSAB(瑞典钢铁公司),Vattenfall(瑞典一家电力公司)和LKAB(瑞典一家铁矿石生产商)通过HYBRIT(突破性氢能炼铁技术,用可再生电力生产的氢替代传统炼铁使用的焦炭)的无化石海绵铁生产工厂的正式启动;11月,中国河钢也宣布与外国伙伴合作采取类似技术开展氢冶炼;SUNFIRE在荷兰建设兆瓦级电能转化为化学能项目,等等。 可见,在快速嬗变中的新能源架构下,一方面,基于可再生能源制取的绿氢被大量生产及消耗,同时又需要具有高度的弹性与需求平衡,会导致出现基荷制氢+调峰制氢能力的适度配置问题;二方面,未来能源架构下电网、热网、气网与其它非能源架构之间壁垒也将打通,作为最佳二次能源的氢能开始真正成为未来能源架构的核心。 可见新一代高效制氢设备,与具有打通电能与化学能的技术及商业方案,将是未来重点发展方向;这一趋势,将开启“绿氢2.0时代”,也是发展所谓“氢能经济”真正意义之所在。