“双碳”目标下中国钢铁工业的低碳发展分析

摘要：中国钢铁工业的流程结构特点是高炉—转炉长流程占主导,能源结构特点是以煤炭为主,因此造成吨钢CO2排放量高于世界平均水平,碳减排压力巨大。为探究中国钢铁工业的低碳现状与发展趋势,通过对流程结构、废钢资源、低碳技术、碳交易市场等进行深入分析,认为钢铁工业实现2030年碳达峰、2060年碳中和的“双碳”目标是一个长期的、多因素综合作用的过程,不同阶段应确立不同的研究重点,并就未来发展提出了自己的建议。钢铁工业下一步应该加快低碳技术发展、提高电炉短流程比例、重视氢冶金技术研发,并充分发挥政策和市场调节作用,最终摆脱碳冶金依赖,走向低碳化钢铁之路。     

钢铁制造流程系统节能与能效提升

 提高制造流程系统能效,节约能源是降低生产成本和减少碳排放的重要措施。近年来,中国钢铁工业节能工作经历了单体设备节能、工序优化节能到系统节能,取得了显著进步。以中国钢铁工业节能进程为基础,阐述了系统节能的概念、内涵及研究进展并探讨了未来发展方向,主要从工序与界面协同匹配、物质流与能量流耦合和构建工业生态链接体系等方面展开。同时指出,在系统节能理论和冶金流程工程学理论指导下,中国钢铁工业节能减排工作将得到跃升发展,钢铁制造流程的系统能效将显著提升,钢铁工业绿色化与智能化协同和低碳转型发展指日可待。     

关于钢铁制造流程与产品优化问题的讨论

分析了钢铁制造流程和生产技术的发展现状，提出了21世纪我国钢铁工业优化钢铁制造流程、调整产品结构、提高产品质量以及节能、降耗、环保的新理念。     

短流程与江西省钢铁工业

主要论述了“短流程工艺”在江西省钢铁工业发展中的状况及地位，分析了“短流程工艺”在江西省钢铁工业中的特点，提出了江西省钢铁工业的“短流程工艺”发展的建议。     

钢铁工业不同流程对耐火材料发展的影响

耐火材料的主要服务对象是钢铁工业，钢铁工业不同的工艺流程使用着不同的耐火材料，平炉的逐步被淘汰，模铸比的迅速减少，将使所用的耐火材料产量大幅度下降，甚至被淘汰。而冶金新技术、新流程的出现和发展，又推动了新型耐火材料的技术进步。本文叙述了钢铁工业不同流程对耐火材料发展的影响。     

论中国发展全废钢电炉流程的战略意义

 在分析国内外电炉钢发展概况的基础上,从废钢资源保障、电力资源保障、钢铁工业脱碳化发展、钢厂与城市的和谐共存、钢厂智能化5个方面系统论述了中国发展全废钢电炉流程的战略意义和价值。指出未来充足的废钢资源和丰富的电力资源将为全废钢电炉流程的发展提供资源和能源保障;发展全废钢电炉流程是当前最易实现的钢铁工业脱碳化发展的途径,可以更好地实现钢厂与城市的和谐共存,并将成为实现钢厂智能化的突破口。     

钢铁工业不同流程对耐火材料发展的影响

耐火材料的主要服务对象是钢铁工业，钢铁工业的工艺流程使用着不同的耐火材料，平炉的逐步被淘汰，模铸比的迅速减少，将使所用的耐火材料大幅度下降，甚至被淘汰，而冶金新技术，新流程的出现和发展，又推动了新型耐火材料的技术进步，本文叙述了钢铁工业不同流程对耐火材料发展的影响。     

高炉煤气循环耦合富氢对中国炼铁低碳发展的意义

中国钢铁工业规模巨大，主要由高炉 转炉长流程生产，其能源结构中90%为煤炭，是国家兑现2030年降低碳排放强度承诺的主战场之一。基于当前低碳炼铁技术的研发进展、中国面临的碳减排任务、中国钢铁工业的生产模式、中国钢铁工业碳排放现状等基本事实，提出了以高炉为主体、以炉顶煤气循环耦合富氢还原为技术特征的钢铁工业低碳发展的可行路径，分析了该工艺研发所面临的关键问题，以期引起钢铁行业的重视，为中国钢铁工业进一步深度降低碳排放提供参考。     

钢铁工业减碳与CO2资源化利用技术的研究进展

在全球“碳达峰、碳中和”新发展背景下,钢铁工业低碳发展尤为重要。分析了钢铁工业构建低碳循环及减碳领域的典型技术研究现状,以及新型CO₂资源化利用产业的发展情况。从全球相对成熟的钢铁工业生产流程现状出发,重点介绍了高炉-转炉、全废钢-EAF、直接还原和熔融还原4类钢铁生产流程的碳排放强度。目前,全球钢铁制造流程主要以高炉-转炉长流程和废钢-电炉短流程为主,长流程吨钢碳排放强度约为电炉短流程的3倍。结合全球钢铁产量的演变值推算了2001—2022年间全球钢铁工业的CO₂排放量,阐述了减碳以及CO₂资源化利用的紧迫性和必要性。根据已有的钢铁工业减碳经验,选取日本、欧洲和中国的低碳冶炼项目进行分析,包括其在钢铁工业减碳发展中所进行的试验性技术探索和阶段发展实践。在钢铁工业减碳的基础上,推进CO₂的资源化利用是实现钢铁工业碳中和的重要任务。阐述了钢铁企业碳捕集固碳技术的研究现状与特点,系统归纳了当前助力钢铁工业CO₂资源化利用的有效方法,包括在炼钢转炉和精炼工序上采用不同模式的CO     

低碳炼铁和低碳经济

通过对钢铁工业不同工序和不同流程CO_2排放状况的分析,认为低碳炼铁是钢铁工业发展低碳经济的关键,而节能减排、发展循环经济是低碳炼铁的第一步。并对国外低碳炼铁技术进行了阐述,探讨了我国低碳炼铁技术的发展方向。     

鞍山钢铁工业循环经济发展模式选择

从鞍山钢铁工业的实际情况出发,提出了建设混合型钢铁生态工业园的鞍山钢铁工业循环经济发展模式。从园区内企业分类、种群共生关系分析、行业网络耦合、生态产业链设计和企业生态位分析等方面对鞍山钢铁工业生态系统结构进行了设计。     

国外冶金新流程与宁波新厂建设的几个问题

熔融还原炼铁及薄板坯连铸连轧是当前国际上钢铁工业前沿的两项重大新工艺。这两大新工艺的结合,中间再配上复吹转炉和二次精炼,将是21世纪钢铁工业的发展方向及新流程。本文对新流程中的有关技术问题进行了初步探讨;对国外新流程中一些新技术的目前发展情况进行了介绍,以供关心新流程的同行们参考。     

中国钢铁工业节能现状与发展前景分析

系统论述了我国钢铁工业在发展规模和节能减排方面取得的巨大进步,通过分析行业节能历史进程,归纳了行业节能规律,预测了下一步的节能发展趋势.从钢铁流程工艺特点、余热余能资源、用能管理、节能技术等方面,全面分析了我国钢铁工业节能的现状与潜力,指出了今后钢铁工业节能的发展方向、途径和目标.     

中国钢铁工业碳达峰及低碳转型路径

 2020年中国宣布将提高国家自主贡献力度,二氧化碳排放力争在2030年前达峰。钢铁工业作为典型的资源、能源密集型行业,是率先落实碳达峰的重要行业。分析了钢产量、生产结构、节能减排技术和碳税等因素对中国钢铁工业碳排放的影响程度。研究表明,不同的钢产量达峰时间将对钢铁工业的碳达峰产生不同影响,技术和生产结构因素也将对中国钢铁工业产生重要影响。地方区域是落实国家碳达峰任务的责任主体,对京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原和两广地区4个具有不同钢铁生产特点的重点区域碳排放进行研究,并分析了区域达峰方案。加快调整产业结构、推广低碳技术、改变能源结构、推进产业间耦合和加强碳资产管理等方面制定钢铁工业低碳转型路径,对实现中国钢铁工业碳排放早日达峰和碳中和有重要意义。     

高炉-转炉钢铁制造流程低碳技术发展与认识

在全球“碳达峰”“碳中和”发展形势下，研究高炉-转炉流程低碳技术发展战略、目标和路径，大幅度降低CO₂排放对钢铁工业实现可持续发展具有重要意义。面向未来，钢铁仍是重要的基础材料、结构材料和功能材料，钢铁工业仍是经济社会发展的重要基础产业。研究分析了日本钢铁工业发展现状及其特征，介绍了高炉-转炉流程减碳关键技术研究及其进展。针对日本钢铁工业减碳技术开发研究，论述了高炉矿焦混装技术、高比率球团矿冶炼技术对于常规高炉降低燃料比的机理和应用效果。讨论了含碳团矿和预还原烧结矿的制备工艺流程，分析了新型炉料制备的关键技术难点，论述了新型炉料在高炉冶炼过程的减碳机理。介绍了SCOPE 21新型炼焦工艺的构成、技术特点和应用效果；针对铁焦制备的工艺过程、冶金机理和使用效果进行了评述。重点论述了新一代高炉炼铁工艺COURSE 50的工艺组成、技术路线和流程特征，阐述了核心技术难点和关键技术构成以及工程应用前景。分析了构建智能化高炉信息物理系统对高炉减碳的支撑作用，指出了高炉智能化与低碳化协同发展的重要性。结合日本高炉-转炉流程减碳技术发展现状及未来方向，提出了制定可行的减碳技术战略...     

我国短流程工艺发展研究

通过短流程钢厂的论述，根据世界发达国家钢铁工业的经验，结合我国钢铁工业的实际，提出了我国钢铁工业结构优化的途径。     

钢铁流程结构及对CO_2排放的影响

温室气体排放引起的气候变暖已经成为全球性的重要命题。介绍了国内钢铁工业温室气体(主要是CO2)的排放情况,指出能源消耗是造成钢铁工业CO2排放的主要原因。在对比两类典型钢铁生产流程的CO2排放情况的基础上,深入分析了钢铁工业的能源结构及不同流程中原燃料来源结构对CO2排放的影响;最后对新一代钢铁制造流程的CO2排放进行了估算。     

钢铁工业低碳炉料及绿色冶炼技术进展

低碳绿色发展是推动钢铁工业转型升级的重要途径。我国钢铁生产以“烧结—高炉—转炉”长流程为主，且短期内难以被替代。烧结和高炉工序碳排放占钢铁工业总排放量的80%以上，是钢铁工业低碳绿色发展的关键环节。本文系统介绍了低碳烧结、低碳球团、新型炉料等关键技术研发及应用现状，深入阐述了低碳炉料制备技术在减污降碳方面的重要作用；围绕高炉冶炼工序绿色低碳发展，从风温、富氧、富氢燃气及生物质喷吹等多维度探讨了降低高炉工艺碳素消耗、提升冶炼水平的技术效果；此外，本文对气基直接还原和熔融还原等非高炉炼铁技术在国内外发展现状进行了比较分析，为钢铁工业绿色发展和转型升级提供重要参考。     

关于钢铁制造流程的发展和重构问题

分析了世界钢铁工业的发展进程。指出了钢厂模式发展和重构的动向。阐述了钢厂结构优化的重要性，指出了钢厂结构优化首先应从市场竞争力出发产品结构重组，在更深层次上就是制造流程的重构，只谱调整产品结构而不进行制造流程的重组是不能得到有效市场竞争力的。在此基础上重点讨论了不同类型产品的制造流程和合理经济规模，归纳了不同钢厂的模式和钢厂结构选择的工程优化原则。讨论了资源，能源与钢厂制造流程之间的关系。     

铁前系统改造为企业发展奠定了基础——唐钢结构调整报告之一

近年来，我国钢铁工业出现了飞速发展，钢产量连续突破亿吨。然而在钢产量大幅度提高的同时，钢铁工业的供求关系发生了变化，钢铁产量和经济效益出现了相反的走势。1998年钢产量比1993年增长了27．36％，而利润却由1993年的294亿元下滑到了1998年的20亿元，许多企业转为亏损。一些经济学家将其解释为钢铁工业的阶段性、结构性相对过剩。究其原因是因为需求结构分析不准，生产规模扩大的同时工业结构未进行同步优化，内部流程、工序间不合理的矛盾和问题日渐加剧，产品开发能力不足，内部整合不顺以及规模劣势企业退出障碍过大等诸多因素造…