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毛新平:雙碳是挑戰(zhàn),基礎(chǔ)科學(xué)研究與關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新要跟上

2023-10-30 10:22:00

中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 呂林 報(bào)道
特約通訊員 藍(lán)義高 攝影
 
  “鋼鐵作為重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料得到廣泛應(yīng)用,為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)特別是國(guó)防建設(shè)作出了突出的貢獻(xiàn),但是在雙碳的背景之下,應(yīng)該說(shuō)我們面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?!?0月25日,在第十四屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)全體大會(huì)上,北京科技大學(xué)碳中和研究院院長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士毛新平強(qiáng)調(diào)了低碳工作對(duì)于鋼鐵工業(yè)的重要性和緊迫性,并分析了鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的主要路徑以及相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)問題與關(guān)鍵技術(shù)。
圖為毛新平
  毛新平首先從三個(gè)方面分析了鋼鐵工業(yè)低碳工作的重要性和緊迫性。
  第一,鋼鐵是高載能、高能耗、高排放行業(yè),2022年我國(guó)鋼鐵工業(yè)CO2排放量為18.23億噸,占我國(guó)全社會(huì)CO2排放量的16%,位居制造業(yè)之首。碳中和背景下,我國(guó)鋼鐵工業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。
  第二,歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制CBAM將于2023年10月1日開始試運(yùn)行,過(guò)渡期至2025年12月31日,2026年1月1日正式起征,并在2034年之前全面實(shí)施。據(jù)相關(guān)部門的初步估算,如果按照現(xiàn)在這樣的一個(gè)機(jī)制,我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品大概一噸產(chǎn)品要征收1100元人民幣的碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制的關(guān)稅。
  第三,以汽車為代表的鋼鐵下游用戶對(duì)鋼鐵制造過(guò)程的碳減排提出了具體且迫切的需求。
  “鋼鐵產(chǎn)品的低碳工作實(shí)際上就在眼前,它不光影響到企業(yè)發(fā)展的問題,對(duì)很多企業(yè)來(lái)講,它已經(jīng)涉及到我們生存的問題?!泵缕綇?qiáng)調(diào)道。
  隨后,他具體分析了我國(guó)鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的三條主要路徑。
  路徑一是基于高爐—轉(zhuǎn)爐傳統(tǒng)長(zhǎng)流程的極致減碳?;诂F(xiàn)有的高爐—轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程,通過(guò)過(guò)程極致能效、富氫氧氣高爐、轉(zhuǎn)爐大廢鋼比、二氧化碳捕集利用等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用,預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)減碳20%~40%。
  路徑二是以電爐為核心的短流程冶煉?;谠偕撹F原料、氫基直還鐵等多元低碳爐料,匹配200t以上大型電爐,實(shí)現(xiàn)短流程治煉,預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)減碳60%~95%。
  路徑三是以氫基直接還原+熔煉爐(OBF)+轉(zhuǎn)爐(BOF)的低碳技術(shù)路線。采用氫基直接還原(DRI)+熔煉爐(OBF)提供液態(tài)鐵水,采用轉(zhuǎn)爐(BOF)進(jìn)行鋼水治煉,預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)減碳70%~90%。
  毛新平指出,這三條路徑都有很多的基礎(chǔ)科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)問題需要進(jìn)一步研究和解決。為此,北京科技大學(xué)專門成立了碳中和研究院,設(shè)置了7個(gè)方向的研究團(tuán)隊(duì),進(jìn)行基礎(chǔ)理論方面的探索和具體項(xiàng)目的研究。其中,氫冶金、電爐煉鋼、再生鋼鐵原料高質(zhì)化利用是三個(gè)亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。在低碳煉鐵技術(shù)領(lǐng)域,要重點(diǎn)研究富氫碳循環(huán)氧氣高爐、零重整富氫直接還原工藝、爐外重整氫基直接還原煉鐵等關(guān)鍵技術(shù);在轉(zhuǎn)爐低碳冶煉技術(shù)領(lǐng)域,要重點(diǎn)研究轉(zhuǎn)爐大廢鋼比冶煉技術(shù)、轉(zhuǎn)爐CO2煉鋼技術(shù);在電爐煉鋼工藝技術(shù)領(lǐng)域,要重點(diǎn)研究全流程CO2-Ar動(dòng)態(tài)底吹高效控N技術(shù)、基于CaCl2-O2噴吹的鋼液氣化Cu技術(shù)、近零碳排電爐煉鋼工藝技術(shù);在近終形制造高性能鋼鐵材料領(lǐng)域,要重點(diǎn)推進(jìn)基于薄板坯連鑄連軋以及基于薄帶鑄軋的高性能汽車用鋼研發(fā)。
  “碳達(dá)峰、碳中和將會(huì)給我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)、影響深遠(yuǎn)的社會(huì)變革,是一次深刻的產(chǎn)業(yè)革命、更是一次極具挑戰(zhàn)的科技革命。實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)碳中和,需要系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和系列的重大技術(shù)創(chuàng)新,還需要海量的科技資源和資金投入,全行業(yè)、全社會(huì)的支持勢(shì)在必行,全新的創(chuàng)新機(jī)制和模式是重要的前提?!泵缕奖硎荆跋M蠹夷軌蚍e極參與,我們來(lái)共同構(gòu)建一個(gè)圍繞中國(guó)鋼鐵工業(yè)碳中和的國(guó)家戰(zhàn)略科技平臺(tái)的建設(shè)?!?/div>

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編輯:張雨恬

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