من أجل الاستجابة بفعالية لـ "هدف الكربون المزدوج" الذي اقترحته البلاد، أصدرت مختلف الوزارات واللجان سلسلة من وثائق السياسة لصناعة الحديد والصلب، وأشارت بوضوح إلى أن تطوير الفرن الكهربائي للصلب الخردة بالكامل وينبغي توجيه العملية بطريقة منظمة ومعقولة، ومواصلة تعزيز التحول الأخضر ومنخفض الكربون لصناعة الحديد والصلب. في هذا السياق، أولا وقبل كل شيء، وفقا لبيانات استهلاك الطاقة لمحطات صهر ومعالجة درفلة المعادن الحديدية المحسوبة في الكتاب الإحصائي السنوي للطاقة في الصين، فإن انبعاثات الكربون المباشرة وانبعاثات الكربون غير المباشرة وخصم عزل الكربون الناتج عن صناعة الصلب في الصين من عام 1991 إلى عام 1991 يتم حساب عام 2021 بالتفصيل، ويتم تحليل حالة الانبعاثات لثاني أكسيد الكربون في صناعة الصلب في الصين؛ ثاني أكسيد الكربون الناجم عن شركات إنتاج الصلب ذات العمليات الطويلة والقصيرة_.

يتم حساب الانبعاثات لاستكشاف الاختلافات في انبعاثات الكربون في العمليتين، وتحديد كمية إمكانية تقليل الكربون في عملية الفرن الكهربائي، والإشارة إلى أن التطوير المعقول والمنظم لعملية الفرن الكهربائي هو الاتجاه الرئيسي للتحول والارتقاء صناعة الصلب في المستقبل. إلى جانب وضع التطوير الحالي لصناعة الصلب، تم حل الصعوبات والتحديات في تطوير عملية الفرن الكهربائي في الصين، وفي ضوء المشكلات المذكورة أعلاه، يتم إجراء البحث من ثلاثة جوانب هي أمن الموارد والطاقة والتنمية تم توضيح الوضع والهيكل الفني اللازم لتطوير عملية الفرن الكهربائي، واستراتيجيات المواجهة.

على أساس البحث أعلاه، تم بناء نموذج التحليل ثنائي الكربون لعملية الفرن الكهربائي الصيني، ويتم استخلاص خارطة طريق التطوير منخفض الكربون لعملية الفرن الكهربائي الصيني من مستويين من العملية والوقت على التوالي. لقد وجد أن إمكانية تقليل الكربون في عملية الفرن الكهربائي وعملية درفلة الفولاذ هي الأكبر، حيث تمثل 40.7% و36.7% من إمكانية تقليل الكربون في العملية بأكملها. علاوة على ذلك، ومع تطبيق تكنولوجيا منخفضة الكربون في كل عملية، من المتوقع أن تنخفض كثافة انبعاثات الكربون لعملية الفرن الكهربائي بنسبة 35.1% في عام 2030 من عام 2020، و74.7% في عام 2040، وتحقيق صهر "قرابة الصفر من الكربون" في 2050.

مقدمة

صناعة الحديد والصلب هي صناعة تكنولوجية ورأس مال وموارد وصناعة كثيفة الاستهلاك للطاقة، ولكنها أيضًا صناعة أساسية مهمة للاقتصاد الوطني. منذ الإصلاح والانفتاح، شهدت صناعة الحديد والصلب في الصين تطورا سريعا. منذ عام 1996، احتل إنتاج الصلب الخام في الصين المرتبة الأولى في العالم لمدة 27 عاما على التوالي. وفي السنوات الأخيرة على وجه الخصوص، تجاوزت نسبة إنتاج الصين من الصلب الخام في العالم 50%، وسيصل إنتاج الصلب الخام في عام 2022 إلى 1.013 مليار طن.

تشتمل صناعة الحديد والصلب على مجموعة واسعة من الصناعات وتتمتع بدرجة عالية من الارتباط. وتلعب دورا هاما في بناء الاقتصاد الوطني والتنمية الاجتماعية والضرائب المالية وبناء الدفاع الوطني والتوظيف المستقر. إنه رمز مهم للمستوى الاقتصادي الوطني والقوة الوطنية الشاملة، ويدعم بشكل فعال النمو السريع للناتج المحلي الإجمالي الوطني. ولكن في الوقت نفسه، تسببت عملية إنتاج صناعة الصلب على نطاق واسع أيضًا في حدوث عدد كبير من ثاني أكسيد الكربون₂تؤدي انبعاثات الغازات الدفيئة، إلى حد ما، إلى تفاقم سلسلة من المشاكل البيئية مثل ظاهرة الاحتباس الحراري. رداً على ذلك، في المناقشة العامة للدورة الخامسة والسبعين للجمعية العامة للأمم المتحدة، ألقى الأمين العام شي جين بينغ خطاباً مهماً نيابة عن الصين واقترح فرض ثاني أكسيد الكربون على الصين.₂ستسعى الانبعاثات إلى الوصول إلى ذروتها بحلول عام 2030 وستسعى جاهدة إلى أن تكون محايدة للكربون بحلول عام 2060.

للاستجابة بنشاط للجنة المركزية للحزب، في السنوات الأخيرة، أصدرت وزارات مختلفة أيضًا خطة تنفيذ ذروة الكربون الصناعي بشأن تعزيز تطوير إرشادات جودة صناعة الحديد والصلب وسلسلة من وثائق السياسة لصناعة الحديد والصلب الشاملة، طرحت التنمية المنسقة والخضراء والمستدامة وعالية الجودة إرشادات واضحة، والتي توجه بشكل منظم تطوير جميع عمليات الفرن الكهربائي للصلب الخردة هو اتجاه مهم. لذلك، في ظل خلفية "الكربون المزدوج"، تجري هذه الورقة دراسة منهجية حول الصعوبات والتحديات التي تواجه تطوير العملية القصيرة للفرن الكهربائي في الصين في المستقبل، وأمن موارد الطاقة المطلوبة، ونموذج التطوير، والهيكل التكنولوجي و خارطة طريق للتنمية منخفضة الكربون

تلخيص

1) نظرًا لقاعدة إنتاج الصلب الخام التاريخية الكبيرة في الصين، تواجه صناعة الصلب ضغوطًا شديدة فيما يتعلق بخفض انبعاثات الكربون. تعد عملية تحويل الفرن العالي هي عملية تصنيع الصلب الرئيسية في الصين، والتي تأخذ الفحم كوسيلة رئيسية للطاقة، وأصبح استهلاك موارد الفحم على نطاق واسع أهم ثاني أكسيد الكربون في صناعة الحديد والصلب في الصين.₂مصدر الانبعاثات. في المقابل، فإن عملية الفرن الكهربائي مع الطاقة باعتبارها وسيلة الطاقة الرئيسية لديها إمكانات أكبر لخفض الكربون، كما أن الترويج المنظم لتطوير عملية الفرن الكهربائي له أهمية كبيرة للتحول المنخفض الكربون والأخضر للصناعة.

2) في المستقبل، ستكون الصين غنية بموارد الصلب الخردة ولديها موارد طاقة كافية. إذا تم استخدام سياسات ضريبة الخردة الكاملة لتوجيه التدفق المعقول لموارد الصلب الخردة إلى صناعة الصلب، فيمكن أن توفر ضمان المواد والطاقة اللازمة لتطوير عملية الفرن الكهربائي في الصين. وعلى هذا الأساس، فإن التوقع الأولي يوضح أنه من المتوقع أن تصل نسبة عملية الأفران الكهربائية في الصين إلى 15% بحلول عام 2030؛ وارتفعت إلى 30% في عام 2035؛ وستصبح عملية تصنيع الصلب الرئيسية في الصين بعد عام 2040.

3) بالنظر إلى أن معظم الأفران العالية ومعدات الإنتاج الداعمة لها لم تصل إلى عمر الخدمة، في عملية التطوير، يتم استبدال حديد التسليح والأسلاك مثل الفرن العالي الصغير والمتوسط ​​الحجم؛ في الوقت نفسه، جميع نفايات الفرن الكهربائي الفولاذي، وفرن تعدين الهيدروجين الكهربائي، والأفران الكهربائية - قريبة من التصنيع النهائي.

4) مسترشدة بنظرية هندسة العمليات المعدنية، يجب أن يعزز هيكل تكنولوجيا عملية الفرن الكهربائي المستقبلي من تصنيع المنتجات إلى "الوظائف الثلاث"، تحسين العملية، والإنتاج منخفض الكربون، والخدمات اللوجستية الخضراء والنفايات بالنظر إلى البحث والتطوير في مجال التكنولوجيا الخضراء منخفضة الكربون والتطبيق، وتعظيم عملية الفرن الكهربائي الكربوني المحتمل، لصناعة الصلب لتحقيق هدف "الكربون المزدوج" لتقديم الدعم الفني.

5) من خلال تحليل خارطة طريق التطوير منخفض الكربون لعملية الفرن الكهربائي في الصين، من مستوى العملية، تتمتع عملية الفرن الكهربائي بأكبر إمكانية لخفض الكربون، تليها عملية درفلة الفولاذ، وعملية التكرير والصب المستمر تحتوي على كربون معين إمكانية التخفيض؛ ومع تطبيق تقنيات مختلفة لخفض الكربون، سيتم تقليل كثافة انبعاثات الكربون الناتجة عن عملية الفرن الكهربائي بشكل كبير، ومن المتوقع أن يتم صهر الكربون "بالقرب من الصفر" في عام 2050 تقريبًا.