氢冶金短流程新工艺关键问题探究

储满生,唐珏,李峰

东北大学

　　1 钢铁产业碳中和技术途径

　　1.1中国的碳中和战略

　　中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

　　碳中和是推动经济社会发展，实现经济、能源、环境、气候共赢的大事，也是迈向生态文明的大考。

　　从碳达峰到碳中和，发达国家45～70年，而中国仅30年，任务艰巨。

　　1.2 钢铁工业的重要性

　　钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是国之基石。钢铁工业为国家建设提供了重要原材料保障，有力支撑下游用钢产业发展，推动了我国工业化现代化进程。

　　1.3 钢铁生产的主要工艺流程

　　高炉-转炉长流程：主要依赖煤和焦炭，每生产1吨钢约产生2吨CO2排放。

　　DRI/废钢-电炉短流程：主要依赖电能，吨钢碳排放约为长流程的30-60%。

 

 

　　1.4 我国钢铁产业存在的主要问题

　　长流程为主，依赖煤和焦炭；钢材纯净度待提高；每年钢总产量的10～20%因腐蚀而损失；我国特钢仅占粗钢总产量的10%；废钢-电炉短流程占10%，能源结构和工艺流程待优化；高端特钢产品对外依存度高，钢铁产品结构亟待升级。

 

长流程为主，依赖煤和焦炭            

　　1.5 钢铁产业是我国碳中和的重点领域

　　2019年我国粗钢9.96亿吨，碳排放约15亿吨，占我国碳总排放16.02%。高炉-转炉长流程粗钢产量占90%，致命依赖煤焦化石能源，碳排放高。双碳政策倒逼钢铁产业应用低碳/零碳技术，实现低碳绿色化转型升级。
 

 

 

　　1.7 中国钢铁产业碳中和技术路线图预测

　　面向2025年实现碳达峰；达峰后将经历10年左右减排过渡期，向低碳高质量发展转型，碳排放呈稳中有降；随后主要依托碳捕集利用和绿色铁源废钢高效循环，进入15年快速减排期；在即将迎来碳中和目标的10年左右为中和达成期，以深度脱碳为首要任务，兼顾经济发展与减排，最终实现碳中和目标。