雙碳背景下的電爐製程發展策略

為積極響應國家提出的“雙碳目標”,各部會針對鋼鐵業出台了一系列政策文件,明確指出發展整廢鋼電爐引導流程有序合理,進一步推動鋼鐵工業綠色低碳轉型。在此背景下,首先,根據《中國能源統計年鑑》計算的黑色金屬冶煉和壓延加工終端能耗數據,1991年至1991年我國鋼鐵工業造成的直接碳排放、間接碳排放和產品碳匯扣除詳細測算2021年,分析我國鋼鐵業CO排放狀況;典型長流程和短製程鋼鐵生產企業產生的CO.

 

排放測算,探討兩種製程碳排放差異,量化電爐製程減碳潛力,指出電爐製程合理有序發展是轉型升級的主攻方向未來鋼鐵業的發展。結合當前鋼鐵業發展現狀,整理我國電爐製程發展面臨的困難和挑戰,針對上述問題,從資源能源安全、發展三個方面開展研究給出了電爐製程發展所需的模式和技術架構,並給出了因應策略。

 

在上述研究的基礎上,建構了中國電爐製程的雙碳分析模型,分別從製程和時間兩個層面繪製了中國電爐製程的低碳發展路線圖。發現電爐製程和軋鋼製程的減碳潛力最大,分別佔全製程減碳潛力的40.7%和36.7%。而且,隨著低碳技術在各工序的應用,預計2030年電爐製程碳排放強度較2020年下降35.1%,2040年將下降74.7%,實現2020年「近零碳」冶煉。

前言

鋼鐵工業是技術、資金、資源、能源密集產業,也是國家經濟的重要基礎產業。改革開放以來,我國鋼鐵工業快速發展。自1996年以來,我國粗鋼產量連續27年位居世界第一。特別是近年來,我國粗鋼產量佔全球的比重已超過50%,2022年粗鋼產量將達10.13億噸。

 

鋼鐵業涉及業界廣泛、關聯度高。在國民經濟建設、社會發展、財政稅、國防建設、穩定就業等方面發揮重要作用。它是一個國家經濟水準和綜合國力的重要標誌,有力支撐了國家GDP的快速成長。但同時,鋼鐵工業的大規模生產過程也造成了大量的CO排放。2溫室氣體排放在一定程度上加劇了全球暖化等一系列生態環境問題。對此,習近平總書記在第75屆聯大一般性辯論上代表中方發表重要講話,提出中國的CO2排放量力爭2030年達到峰值,爭取2060年達到碳中和。

 

為積極響應黨中央號召,近年來,各部會也發布了《工業碳達峰實施方案關於促進鋼鐵工業發展品質指導意見》等一系列政策文件,為鋼鐵工業全面、協調、綠色、可持續、高品質發展提出了明確的指導意見,這也是引導全廢鋼電爐製程有序發展的重要方向。因此,本文在「雙碳」背景下,對未來我國電爐短流程發展面臨的困難和挑戰、所需的資源能源安全、發展模式、技術結構和發展等方面進行了系統研究。 。

 

總結

1)由於我國歷史上擁有龐大的粗鋼生產基地,鋼鐵業面臨嚴峻的減碳壓力。高爐轉爐製程是我國主要的鋼鐵製造工藝,以煤炭為主要能源介質,煤炭資源的大規模消耗已成為我國鋼鐵工業最主要的CO2排放源。相較之下,以電力為主要能源介質的電爐製程具有更大的減碳潛力,有序推進電爐製程的發展對於產業低碳、綠色轉型具有重要意義。

 

2)未來,我國廢鋼資源豐富,電力資源充足。如果以完善的廢鋼稅收政策引導廢鋼資源合理地流向鋼鐵業,可以為我國電爐製程的發展提供必要的物質能源保障。在此基礎上,初步預測,2030年我國電爐製程比重可望達15%; 2035年進一步提高至30%; 2040年後將成為中國主要的鋼鐵製造製程。

 

3)考慮到大部分高爐及其配套生產設備尚未達到使用壽命,在發展過程中,取代鋼筋、線材作為中小型高爐;同時,所有廢鋼-電爐、氫冶金-電爐和電爐-接近最終製造。

 

4)以冶金製程工程理論為指導,未來電爐製程技術結構從產品製造到“三大功能”,應加強製程優化、低碳生產、綠色物流和廢棄物賦予的綠色低碳技術研發和應用,最大限地發揮碳電爐製程潛力,為鋼鐵工業實現「雙碳」目標提供技術支撐。

 

5)透過我國電爐製程低碳發展路線圖的分析,從製程層面來看,電爐製程的減碳潛力最大,其次是軋鋼工藝,精煉和連鑄製程有一定的減碳潛力還原潛力;隨著各種減碳技術的應用,電爐製程碳排放強度將大幅降低,預計2050年左右實現「近零碳」冶煉。

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