寶武的碳中和技術(shù)路線
素被外界稱為“中國(guó)
鋼鐵航母”的中國(guó)寶武集團(tuán),其碳達(dá)峰
碳中和行動(dòng)方案究竟是怎樣的?
2021年11月18日,在由中國(guó)寶武倡議并聯(lián)合全球鋼鐵業(yè)及生態(tài)圈伙伴單位共同發(fā)起“全球低碳
冶金創(chuàng)新聯(lián)盟”上,中國(guó)寶武黨委書記、董事長(zhǎng)陳德榮對(duì)此向外界做了介紹。
陳德榮說,中國(guó)寶武已經(jīng)向社會(huì)承諾,以2020年為基準(zhǔn),2035年降低
碳排放30%至每噸鋼1.3噸,力爭(zhēng)2050年實(shí)現(xiàn)碳中和,這個(gè)目標(biāo)不會(huì)變。今年年初,中國(guó)寶武曾向黨中央報(bào)告了中國(guó)寶武關(guān)于推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和工作及低碳冶金的有關(guān)情況。
從技術(shù)層面看,中國(guó)寶武碳中和冶金技術(shù)主要包括:極致能效、富氫碳循環(huán)高爐、氫基豎爐、近終形制造、冶金資源循環(huán)利用和碳回收及利用等六方面的內(nèi)容。將這六個(gè)方面的技術(shù)組合在一起,就形成了中國(guó)寶武碳中和冶金技術(shù)路線圖。
具體來說,首先是富氫碳循環(huán)高爐工藝,從微波燒結(jié)、新型爐料到碳循環(huán)高爐,高爐出來的煤氣進(jìn)行CO和CO2的分離,富集的CO連同氫氣回到風(fēng)口循環(huán),CO2進(jìn)行利用。其二是氫基豎爐工藝,通過可再生能源發(fā)電制氫,氫基豎爐還原鐵礦石再接電爐,形成氫冶金碳中和流程。
這個(gè)流程當(dāng)中,考慮到豎爐對(duì)球團(tuán)礦的品位要求非常高,要65%以上,這對(duì)于未來鋼鐵爐料構(gòu)成了比較大的挑戰(zhàn)。低品位爐料通過氫基豎爐直接還原后,直接進(jìn)電爐或者其他的冶金熔爐里進(jìn)行渣鐵分離的時(shí)候,渣量會(huì)非常大,一般的傳統(tǒng)的電爐難以承受??梢酝ㄟ^特殊的電爐進(jìn)行渣鐵分離,形成鐵水跟轉(zhuǎn)爐進(jìn)行連接,走傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐、連鑄、軋鋼的流程。這兩條主要的工藝路線加上碳資源綜合利用以及電加熱等,形成了中國(guó)寶武的碳中和技術(shù)路線。
中國(guó)寶武中央研究院院長(zhǎng)助理、低碳冶金創(chuàng)新中心副主任毛曉明認(rèn)為,富氫碳循環(huán)高爐,這是中國(guó)寶武歷經(jīng)數(shù)年開發(fā)的獨(dú)門絕技之一,也是最有希望在世界冶金史上留下寶武印記的技術(shù)?,F(xiàn)代高爐煉鐵工藝已十分成熟,無論是熱效率還是產(chǎn)能規(guī)模,在當(dāng)今冶金界都找不到比高爐更優(yōu)秀的反應(yīng)器,中國(guó)廢鋼保有量和循環(huán)量較少,采用電爐短流程低碳工藝不足以保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)鋼鐵產(chǎn)品量的需求,高爐流程短時(shí)間內(nèi)還將是中國(guó)鋼鐵工業(yè)的主流流程,中國(guó)寶武更是近94%的流程都是高爐長(zhǎng)流程,總資產(chǎn)以數(shù)千億計(jì)。如果高爐流程不能延續(xù)了,那寶武數(shù)千億計(jì)的長(zhǎng)流程資產(chǎn)將歸零,這對(duì)寶武整個(gè)資產(chǎn)的保值將會(huì)帶來巨大壓力?!案郀t之所以碳排放高,是因?yàn)楦郀t需要以煤制備成的大塊焦炭作為骨架、還原劑和熱源,由于受化學(xué)反應(yīng)平衡限制,氣相中需要保持過剩的CO,因此碳的利用率有限制,爐頂氣體中還含有很大一部分CO,中國(guó)寶武在探索的富氫碳循環(huán)高爐技術(shù)可以有效地解決這個(gè)
問題。八一鋼鐵的富氫碳循環(huán)高爐已完成了一期和二期的中試試驗(yàn),明年將開展第三期的試驗(yàn)。目前實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以富氫碳循環(huán)為主要技術(shù)手段,最大程度利用碳的化學(xué)能,以降低高爐還原劑比為方向,加上綠色電加熱和原料綠色化技術(shù)措施,完全具有實(shí)現(xiàn)高爐流程大幅減碳的潛力,有望繼續(xù)延續(xù)高爐的輝煌?!泵珪悦髟跀?shù)天之前的一次會(huì)上說。
根據(jù)中國(guó)寶武的主要技術(shù)
減排潛力和部署時(shí)間表,在2035年之前,極致能效可實(shí)現(xiàn)減排3-5%,冶金資源循環(huán)可實(shí)現(xiàn)減排10-20%,近終形制造減碳5-10%,富氫碳循環(huán)高爐減碳30-50%,2050年之前,氫基豎爐減碳50-90%,碳回收及利用減碳30-50%。
陳德榮說,要實(shí)現(xiàn)鋼鐵的碳中和,絕對(duì)不是靠一兩項(xiàng)技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)的,可能需要多項(xiàng)技術(shù)的有機(jī)組合才能夠達(dá)到。得出的減排潛力目前只是寶武的研究結(jié)果,希望在今后的實(shí)踐當(dāng)中一步一步得到證實(shí)。富氫碳循環(huán)高爐的減碳能力我們考慮30-50%,但實(shí)際富氫碳循環(huán)高爐減碳的潛力應(yīng)該比這還要高一點(diǎn)。