中国钢铁行业二氧化碳排放达峰路径研究

钢铁行业是我国重要的CO₂排放源. 作为典型的资源能源密集型产业,钢铁行业加快绿色低碳转型、尽早实现碳达峰并有效降碳,既是行业自身高质量发展的内在需要,也是支撑落实国家碳达峰、碳中和目标的客观要求. 本文综合考虑经济社会发展、资源能源利用、工艺结构调整、低碳技术应用等因素影响,开展了基于情景分析的钢铁行业CO₂排放达峰路径研究,对不同情景下钢铁行业CO₂的排放趋势进行测算,识别钢铁行业CO₂减排的主要驱动因素,判断推动钢铁行业碳排放达峰的关键举措,为制定“双碳”目标背景下钢铁行业CO₂排放控制策略提供参考. 测算结果表明,我国钢铁行业CO₂总排放量有望在2020—2024年期间达到峰值;行业CO₂总排放量峰值为18.1×108~18.5×108 t,达峰后到2030年降幅将超过3×108 t. 研究显示,粗钢产量是决定我国钢铁行业碳排放能否快速达峰的关键,加大废钢资源利用、推进外购电力清洁化以及提高系统能效水平是2030年前钢铁行业实现碳排放达峰并有效降碳的重要途径. 到2030年,粗钢产量降低、加大废钢资源利用、推进外购电力清洁化、提高系统能效水平以及氢能炼钢和二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)等前沿技术对钢铁行业CO₂减排的贡献率分别为11%~52%、34%~52%、7%~20%、5%~13%和2%~3%.      

“双碳”目标下钢铁行业控煤降碳路线图

钢铁行业的低碳绿色转型和率先煤耗和碳排放达峰,将对我国实现整体碳达峰目标和经济高质量发展作出重要贡献.基于碳排放-能源集成模型,对我国钢铁行业"双碳"目标下控煤降碳路径开展情景研究.结果表明,我国钢铁行业很有可能在"十四五"前期实现碳达峰,峰值16.4~16.7亿t （含过程和间接排放）,作为主要消费能源的煤炭也将一起达峰,峰值4.6~4.7亿t标煤（含焦炭）,在最激进的强化情景2035年煤炭消费和碳排放将降至2020年的38%和49%;粗钢产量很大程度上主导了钢铁行业的碳达峰进程,推进全废钢电炉短流程和加大废钢利用是碳达峰阶段最主要的控煤降碳措施.基于预测结果提出的钢铁行业控煤降碳路线图显示,需求侧方面,粗钢产量在不考虑"双碳"目标约束的情况下也会随工业化、城镇化水平逐渐达到发达国家水平而达到峰值并开始下降,新能源相关基础设施建设在实现碳中和期间带来的钢材需求增长体量相对有限;技术进步方面,推广长流程节能降碳技术应用是短期内性价比较高的措施,应重点推进高炉高效喷煤等技术的应用,同时增大高炉球团矿平均配比,远期碳捕集封存技术将具有较大的碳减排潜力;产能结构方面,推进全废钢电炉短流程是钢铁行业在碳达峰阶段的主要措施,到"十四五"末期电炉钢占比将提高至15%~20%,在碳中和目标下氢冶金是唯一具有超低碳排放潜力的生产工艺,在未来随着可再生能源或余热余能生产的绿氢供应量提高,氢冶金将成为与基于废钢的电炉短流程并重的钢铁生产工艺.     

CCUS对中国粗钢生产的碳减排潜力评估

在评估2019年277个涉及粗钢生产的钢铁企业和17.6亿tCO₂排放量的基础上,采用针对钢铁行业的全流程CCUS系统评价模型（ITEAM-CCUS模型）研究了粗钢生产结合碳捕集利用与封存技术（CCUS）的CO₂减排潜力.评估设置了8种情景,初步回答了钢铁行业的粗钢生产通过规模化CCUS的减排规模、成本范围、封存场地、优先企业分布等关键问题.结果显示：粗钢企业开展全流程CCUS项目可以实现大规模的CO₂减排.在早期示范机会情景,企业全流程CO₂强化深部咸水开采（CO₂-EWR）和CO₂提高石油采收率技术（CO₂-EOR）结合项目增加67~467元/t粗钢的单位成本（60%捕集率的平准化成本低于300元/t）可以年累计减排8.7亿t规模CO₂,约占总捕集量的88%;单独EWR项目年累计驱替深部咸水10.5亿t.具有CCUS改造潜力的粗钢企业主要分布于渤海湾盆地、准噶尔盆地、江汉盆地与鄂尔多斯盆地.     

基于LMDI法的我国钢铁行业CO_2排放影响因素分解研究

探讨钢铁行业发展过程中CO_2排放的特征及其影响因素,并制定针对性节能减排政策是一项重要且值得深入研究的课题。依据2000—2010年我国钢铁产量相关数据,分析了我国钢铁行业CO_2排放的动态特征,发现其CO_2排放与钢铁产量的增长成正比。采用对数平均迪氏指数分解法(LMDI法)构建了CO_2排放的指数分解模型,并采用该模型将我国钢铁行业CO_2排放影响因素分解为CO_2排放系数、能源消费结构、能源强度、生产总量4项,定量分析了各因素对钢铁行业CO_2排放量变化的影响。结果表明:钢铁产量是CO_2排放量增加的最大拉动因素,能源强度是CO_2排放的最大抑制因素,能源消费结构对CO_2排放量减少有重要影响,但目前因改善力度不够,故效果尚不显著。可见,提高我国能源利用效率是实现CO_2减排的关键。     

钢铁工业节能减排技术及其在国内的应用

钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现新兴工业化的支柱产业,同时也是能源消耗和大气污染物排放大户,是我国节能减排工作的重点。调查了我国目前钢铁行业能源消耗及污染物排放的实际情况,分析与国际先进水平在技术应用方面的差距,并计算节能潜力,从技术的可行性和节能减排效果的角度,有针对性地提出当前我国钢铁行业应优先采取的节能减排具体措施。     

余热回收技术在钢铁行业的应用及节能潜力分析

钢铁生产过程中产生的大量余热,是重要的二次能源。随着余热回收技术在钢铁行业的推广应用,这些余热资源被逐渐回收利用起来,产生了明显的节能和经济效益。但与发达国家相比,我国钢铁行业的余热回收利用率仍然偏低,仍有较大的节能潜力。     

低碳经济与钢铁行业发展分析

分析在低碳经济大背景下钢铁行业发展过程当中存在的问题:钢铁企业成本上升;低碳技术性制约钢铁行业的发展;低碳贸易壁垒严峻,严重制约我国钢铁行业出口。提出低碳经济背景下加强钢铁行业管理的措施:加强产业升级,提高资源利用效率,有效降低钢铁生产成本;加强钢铁低碳技术的研究,提高我国钢铁行业竞争力;高度重视低碳贸易壁垒,保证钢铁行业的高效出口。     

2005年国内废钢行情综述及2006年前景展望

2005年，世界粗钢产量在11．294亿t，比上年增长5．9％，我国全年粗钢产量首次突破3亿t大关，达3．4396亿t，约占全球粗钢产量的30％。生铁和成品钢材产量也将达3．304亿t和3．7亿t，如今中国是一个名副其实的钢铁生产大国。     

浅谈钢铁行业的技术革新与未来发展

本文以技术创新作为切入点,分析当前我国钢铁行业技术的发展现状,从而提出如何实现钢铁行业技术创新的具体对策,目的是为了提高我国钢铁企业的综合竞争力,实现钢铁技术的飞跃式进步,提升我国钢铁产业的核心实力。     

钢铁行业废弃物综合利用技术综述

钢铁行业是我国国民经济的支柱产业,同时也是高能耗、高物耗、高污染的工业产业。随着我国钢铁产业的迅猛发展,铁矿资源的能源消耗不断增加,给生态环境带来很大影响,资源环境问题已经成为制约我国钢铁产业发展的瓶颈。那么,走循环经济发展的道路,研究如何将废弃物进行综合利用,是现在钢铁行业可持续发展的一种新型战略模式,同时,通过对钢铁行业废弃物进行技术处理,达到减少环境污染,提高资源综合利用率的目的。     

浅谈我国钢铁行业的颗粒物排放及控制

本文基于对我国钢铁行业颗粒物排放控制的需求,从钢铁行业的发展状况、颗粒物排放特征以及控制技术现状等方面进行了细化分析。研究显示,钢铁行业的颗粒物排放源数目繁多、无组织排放量大,控制难度较高;我国钢铁行业的颗粒物控制在企业技术与管理水平、环境统计机制以及监测技术规范等方面仍待进一步完善。     

中国钢铁行业CO2减排技术及成本研究

钢铁行业是我国主要的能源消费及CO₂排放行业,推动钢铁行业低碳绿色发展已成为实现我国碳达峰、碳中和的重要环节。为此,研究围绕能源结构调整、工艺结构优化、节能减排技术推广和CCUS技术应用4方面,通过设置基础情景、稳定发展情景和强化减排情景3类情景,利用边际减排成本曲线对我国钢铁行业34项减排技术的减排成本和减排潜力进行分析。结果表明:在稳定发展情景下,我国钢铁行业平均减排成本为433元/tCO₂,所有技术的总减排成本为2100亿元,总减排潜力为4.9亿t。在各项减排技术中,废铁-电弧炉炼钢具有较高的减排经济效益,其以较低的单位减排成本贡献了钢铁行业近50%的碳减排量。未来,我国应加快推进长流程炼钢向短流程炼钢的发展,推动钢铁行业生产工艺的结构性调整。     

我国钢铁行业环境现状分析与对策研究

钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现新兴工业化的支柱产业,同时存在能源消耗和环境污染的一系列问题。通过对钢铁行业的能源消耗和环境保护的现状及特点进行总结,归纳了该行业突出存在的环境问题,提出相应的环境保护对策,并指导钢铁行业未来的发展;提出了提高生产装备水平、控制污染物排放总量和严格环评准入等方面的建议。     

我国钢铁行业二氧化硫总量减排对策研究

钢铁行业是我国SO2总量减排的重点领域。本文深入剖析了钢铁行业SO2排放现状和污染控制经验,从排放标准、SO2控制效果和新增排放量等角度分析了"十二五"钢铁行业SO2减排压力。在此基础上,重点从总量控制体系建设、淘汰落后产能、源头和过程控制、末端治理、环境监管等方面,提出了"十二五"期间钢铁行业SO2总量减排的对策和措施。     

唐山市钢铁行业碳排放核算及达峰预测

唐山市作为工业密集型城市,2018年生铁、粗钢和钢材产量约占全国总产量的15%,同时也排放了大量的温室气体和大气污染物。以唐山市为例,研究唐山市钢铁生产碳排放2010—2030年的变化趋势,并确定达峰时间。基于《温室气体排放核算与报告要求》的计算方法,初步建立了可根据设备规模、运行时长、产能利用率和单位产品能耗参数来核算企业CO₂排放的数值算式,并将其应用于唐山市全部钢铁联合企业,计算得出2017年唐山市钢铁行业碳排放量为14042.52万t,碳排放系数为1.616 t CO₂/t钢。与文献、统计年鉴数据对比误差均<10%,表明数值算式有一定的准确性,可为自下而上地快速核算企业或区域的钢铁生产碳排放提供参考。同时,结合唐山市钢铁历史生产情况、生产现状及未来规划,借助LEAP构建了能源需求模型,得到2010—2030年唐山市钢铁生产化石能源消耗和碳排放量的变化趋势,并确定唐山市钢铁生产碳排放已于2018年达峰。     

欧盟碳边境调节机制对产品出口成本影响评估

碳边境调节机制(CBAM)带来的产品出口成本影响存在较高的不确定性.通过剖析CBAM条例规则,对CBAM关键要素的核算范围与规则进行研判,提出了评估CBAM出口成本影响的方法学框架,并以粗钢产品为例开展了实证研究.结果表明,在CBAM的系统边界与排放核算范围内,我国1t转炉粗钢的嵌入排放为1.73tCO₂eq,我国向欧盟出口粗钢产品的增量成本为37.26欧元/t.基于评估结果并统筹考虑我国与欧盟的气候政策体系差异,提出了包括隐性碳价谈判、降低产品碳排放强度、调整出口结构在内的多项应对CBAM的政策建议.     

钢铁行业履行斯德哥尔摩公约对策建议

自2004年11月斯德哥尔摩公约对我国正式生效以来,我国出台了一系列政策规定加大对二噁英的污染防治力度,并提出了"2015年重点行业二噁英单位产量排放强度在2008年基础上削减10%"的目标。钢铁行业作为我国二噁英污染防治的重点行业之一,要实现上述削减目标面临巨大挑战。本文在分析钢铁行业二噁英排放量、产生机理、污染防治措施现状的基础上,提出针对性的措施和建议,以实现钢铁行业二噁英减排目标。     

我国钢铁企业烧结烟气氧含量分布及其对污染物排放的影响

鉴于我国目前对钢铁行业烧结烟气的氧含量分析匮乏的现状,介绍了我国钢铁行业烧结烟气基准氧含量取值现状,及其在大气污染物排放检测中的关键性作用。根据实地调研考察获取的全国部分省份钢铁企业烧结烟气排放数据,采用合理的氧含量折算方法,对主要污染物的实测浓度进行折算,分析了氧含量数值对污染物排放浓度达标情况的影响。并且对全国部分地区氧含量分布及不同烧结机规模下氧含量的分布进行讨论,以期为我国钢铁行业烧结烟气氧含量研究提供一定的借鉴。结果显示,氧含量折算对检测排放浓度有重要意义,长三角、"2+26"城市、汾渭平原地区平均氧含量分别为17. 6%、17. 1%、16. 4%。同一省份中,烧结机面积与平均氧含量值呈正相关趋势。     

浅析钢铁行业废气污染防治技术

在钢铁企业的运营之中会产生大量的工业废气,其具有污染因素多、范围广且缺乏规范性等特点,其会给自然环境造成极为严重的污染和破坏,在钢铁企业污染治理中是非常重要的一项内容。现阶段,如何快速有效的在钢铁行业中开展大气污染治理是刻不容缓的。文章总结并分析了现阶段钢铁行业中大气污染防治工作的现状,并作出了相关的钢铁行业大气污染处理建议和方案,以供参考。     

钢铁行业循环经济与清洁生产技术评价方法研究

在分析钢铁行业循环经济与清洁生产技术范围与特点的基础上,通过循环经济3R原则、清洁生产技术评价的方法调研并结合生命周期理论,建立了钢铁行业循环经济与清洁生产技术的分析评价方法模型,并采用德尔菲方法进行专家多轮讨论修正,完善了模型的评价体系,为我国钢铁行业推行循环经济与清洁生产技术提供理论和技术支持。