中國冶金報 中國鋼鐵新聞網
記者 呂林 報道
特約通訊員 藍義高 攝影
“鋼鐵作為重要的基礎結構材料得到廣泛應用，為我國經濟社會特別是國防建設作出了突出的貢獻，但是在雙碳的背景之下，應該說我們面臨著嚴峻的挑戰。”10月25日，在第十四屆中國鋼鐵年會全體大會上，北京科技大學碳中和研究院院長、中國工程院院士毛新平強調了低碳工作對于鋼鐵工業的重要性和緊迫性，并分析了鋼鐵工業實現碳中和的主要路徑以及相關的基礎科學問題與關鍵技術。
圖為毛新平
毛新平首先從三個方面分析了鋼鐵工業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，2022年我國鋼鐵工業CO2排放量為18.23億噸，占我國全社會CO2排放量的16%，位居制造業之首。碳中和背景下，我國鋼鐵工業面臨巨大挑戰。
第二，歐盟碳邊境調節機制CBAM將于2023年10月1日開始試運行，過渡期至2025年12月31日，2026年1月1日正式起征，并在2034年之前全面實施。據相關部門的初步估算，如果按照現在這樣的一個機制，我國鋼鐵產品大概一噸產品要征收1100元人民幣的碳邊境調節機制的關稅。
第三，以汽車為代表的鋼鐵下游用戶對鋼鐵制造過程的碳減排提出了具體且迫切的需求。
“鋼鐵產品的低碳工作實際上就在眼前，它不光影響到企業發展的問題，對很多企業來講，它已經涉及到我們生存的問題。”毛新平強調道。
隨后，他具體分析了我國鋼鐵工業實現碳中和的三條主要路徑。
路徑一是基于高爐—轉爐傳統長流程的極致減碳。基于現有的高爐—轉爐長流程，通過過程極致能效、富氫氧氣高爐、轉爐大廢鋼比、二氧化碳捕集利用等關鍵技術的研發與應用，預計可實現減碳20%~40%。
路徑二是以電爐為核心的短流程冶煉。基于再生鋼鐵原料、氫基直還鐵等多元低碳爐料，匹配200t以上大型電爐，實現短流程治煉，預計可實現減碳60%~95%。
路徑三是以氫基直接還原+熔煉爐（OBF）+轉爐（BOF）的低碳技術路線。采用氫基直接還原（DRI)+熔煉爐（OBF）提供液態鐵水，采用轉爐（BOF）進行鋼水治煉，預計可實現減碳70%~90%。
毛新平指出，這三條路徑都有很多的基礎科學問題和關鍵技術問題需要進一步研究和解決。為此，北京科技大學專門成立了碳中和研究院，設置了7個方向的研究團隊，進行基礎理論方面的探索和具體項目的研究。其中，氫冶金、電爐煉鋼、再生鋼鐵原料高質化利用是三個亟待解決的關鍵科學問題。在低碳煉鐵技術領域，要重點研究富氫碳循環氧氣高爐、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鍵技術；在轉爐低碳冶煉技術領域，要重點研究轉爐大廢鋼比冶煉技術、轉爐CO2煉鋼技術；在電爐煉鋼工藝技術領域，要重點研究全流程CO2-Ar動態底吹高效控N技術、基于CaCl2-O2噴吹的鋼液氣化Cu技術、近零碳排電爐煉鋼工藝技術；在近終形制造高性能鋼鐵材料領域，要重點推進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。
“碳達峰、碳中和將會給我國經濟社會帶來系統、影響深遠的社會變革，是一次深刻的產業革命、更是一次極具挑戰的科技革命。實現鋼鐵工業碳中和，需要系統的基礎理論和系列的重大技術創新，還需要海量的科技資源和資金投入，全行業、全社會的支持勢在必行，全新的創新機制和模式是重要的前提。”毛新平表示，“希望大家能夠積極參與，我們來共同構建一個圍繞中國鋼鐵工業碳中和的國家戰略科技平臺的建設。”
