近日，鋼鐵與能源化工行業(yè)協(xié)調(diào)創(chuàng)新發(fā)展研討會在遼寧大連召開。能源化工和鋼鐵冶金領(lǐng)域的專家就“流程工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展實現(xiàn)綠色智能制造”等話題展開討論。
我國是世界第一鋼鐵大國，國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2020年粗鋼產(chǎn)量超10億噸，占全球粗鋼總產(chǎn)量一半以上。與此同時，我國鋼鐵生產(chǎn)的碳排放量居高不下，占全國碳排放總量的15%左右。
中國工程院院士、中科院大連化學物理研究所所長劉中民表示，中國提出“碳達峰”“碳中和”目標后，有效降低二氧化碳排放強度成為鋼鐵、化工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)亟待解決的難題，也是國家重大戰(zhàn)略需求。鋼鐵、化工等典型流程工業(yè)亟待研發(fā)和應(yīng)用有助于“碳達峰”“碳中和”的新技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)低碳綠色化轉(zhuǎn)型。
通常，實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”的主導方向主要有兩個，一是優(yōu)化能源消耗結(jié)構(gòu)，用排放低的能源代替排放高的化石能源，實現(xiàn)碳減排；二是二氧化碳利用，即將工業(yè)生產(chǎn)和能源加工利用過程產(chǎn)生的二氧化碳有效捕集、固定和利用。
中國工程院院士、東北大學礦冶學科群首席科學家王國棟表示，著眼鋼鐵產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”的有效途徑是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)和工藝流程，將氫能應(yīng)用于鋼鐵生產(chǎn)，最大程度替代化石能源。將氫能應(yīng)用于鋼鐵制造是鋼鐵產(chǎn)業(yè)的變革性技術(shù)，主要方式有富氫還原高爐和氫氣氣基豎爐。前者通過高爐以氫代煤，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；后者以氫氣氣基豎爐直接還原—電爐短流程替代高爐—轉(zhuǎn)爐長流程，優(yōu)化鋼鐵生產(chǎn)工藝流程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
業(yè)界普遍認為，未來很長一段時間內(nèi)，我國鋼鐵生產(chǎn)仍以高爐—轉(zhuǎn)爐流程為主，應(yīng)在加強氫冶金研發(fā)的同時，重點發(fā)展鋼鐵—化工聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，即將鋼鐵廠含二氧化碳、一氧化碳的尾氣進行凈化、捕集和分離，作為合成氣提供給化工廠，用于加氫催化合成燃料、塑料、肥料等化工產(chǎn)品?！斑@種方法減少鋼鐵生產(chǎn)的二氧化碳排放，同時為化工行業(yè)輸入原本需要消耗化石或生物質(zhì)資源才能獲得的碳資源?！蓖鯂鴹澱f。
事實上，鋼鐵產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)氫并不足以支撐氫冶金和鋼化聯(lián)產(chǎn)，還需引入能源行業(yè)，利用可再生能源制氫。王國棟認為，鋼鐵—化工聯(lián)產(chǎn)是鋼鐵、化工、氫能三大行業(yè)跨工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作和一體化網(wǎng)絡(luò)集成，是在保留高爐前提下實現(xiàn)高爐—轉(zhuǎn)爐長流程最徹底、最合理、最可持續(xù)的減排方式之一，是實現(xiàn)碳排放趨零的最佳解決方案之一。
值得注意的是，與國外研發(fā)進展相比，目前我國氫冶金、鋼鐵—化工聯(lián)產(chǎn)等的前沿技術(shù)研發(fā)方面尚處于起步階段，工業(yè)化應(yīng)用存在空白。
王國棟表示，由于國外技術(shù)保密和限制，碳中和冶煉有可能成為制約我國鋼鐵工業(yè)未來發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)。因此，我國急需加快碳中和冶金研發(fā)步驟，突破核心關(guān)鍵技術(shù)，打破國外技術(shù)封鎖，搶占低碳前沿陣地，實現(xiàn)核心技術(shù)、關(guān)鍵裝備、標準體系、研發(fā)平臺和人才隊伍的全面超越，引領(lǐng)鋼鐵產(chǎn)業(yè)低碳綠色發(fā)展方向。
轉(zhuǎn)自：中國科學報
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