专题解读 | 碳中和冶金路线图和零碳工厂

邂逅 · 1981 期 · 5213 篇

中国宝武党委书记、董事长陈德荣在全球低碳冶金创新论坛上的主旨演讲解读（二）

碳中和冶金路线图和零碳工厂

——中央研究院院长助理 毛晓明

全球气候变化已经给全人类的可持续发展带来了严重的威胁和严峻的挑战，减排温室气体已经成为世界共识。2020年9月22日，习近平总书记代表中国在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出了“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的庄严承诺。中国宝武认真领会中央精神，主动担当，积极作为，2021年1月21日，中国宝武党委书记、董事长陈德荣在中国宝武党委一届五次全委（扩大）会暨2021年干部大会上，代表中国宝武正式提出公司碳减排目标：2021年发布低碳冶金路线图，2023年力争实现碳达峰，2025年具备减碳30%工艺技术能力，2035年力争减碳30%，2050年力争实现碳中和。这体现出中国宝武作为全球最大钢铁企业，带头实现碳中和，引领行业坚定不移走绿色低碳发展之路的担当和决心。

2021年11月18日，全球低碳冶金创新联盟成立大会及2021年全球低碳冶金创新论坛上，陈德荣书记、董事长如期向全球发布了中国宝武碳中和冶金技术路线图。最终定稿的路线图名称从“低碳冶金路线图”改成了“碳中和冶金路线图”，路线图由两部分组成，一是“中国宝武碳中和冶金技术路线图”，二是“主要技术的减排潜力和部署时间表”。路线图的出台，是全集团包括领导层，和基层技术人员共同努力的结果，清晰地展示了多年来中国宝武在绿色低碳发展的研发探索成果，及未来的中长期规划。

一：中国宝武碳中和冶金技术路线图

碳中和冶金技术路线图是中国宝武碳中和冶金六个技术突破方向的深层次融合，包含着两条主要工艺路径。其一是以富氢碳循环高炉为核心的高炉-转炉工艺路径，从微波烧结、新型炉料等技术生产的绿色化原料，进入到富氢碳循环高炉进行炼铁，高铁水加入大量废钢加入到多功能转炉炼钢，再通过近终形铸轧生产出高强、耐蚀、低功耗的绿色产品，富氢碳循环高炉煤气分离出来的CO₂进行资源化利用，从而形成完整的高炉转炉碳中和绿色产线。其二是以氢基竖炉为核心的氢冶金工艺路径，通过可再生能源发电制氢，氢基竖炉还原铁矿石再接电炉，连同近终形铸轧，形成氢冶金碳中和路径。两条工艺路径可以在炼钢交汇，用于应对低品位炉料的挑战。这两条工艺路径加上碳资源综合利用、电加热等技术，形成了中国宝武碳中和冶金技术路线图。

图1 中国宝武碳中和冶金技术路线图

二：主要技术的减排潜力和部署时间表

要实现钢铁的碳中和，绝对不是靠一两项技术就可以实现的，可能需要多项技术的有机组合才能够达到。为了给中国宝武各基地结合自身条件选择适合实施的技术，该图根据研究结果，给出了每个技术方向的减排潜力预测，当然，各项技术的减排潜力还要在今后的实践当中一步一步得到证实。图中各项技术措施的部署建议分为两个部分，箭头表示的是中国宝武希望能够大规模部署的时间窗口建议，而绿树表示的是在碳中和道路上，实现期望减碳幅度比较合适的技术部署窗口。

图2 主要技术的减排潜力和部署时间表

没有实践证明的理论是空洞的理论。为积极探索并开发完整的钢铁全流程碳中和路线，中国宝武已经在策划打造三个工业级别的碳中和示范性工厂，用于检验和完善碳中和技术路线。

一是八一钢铁富氢碳循环高炉。2019年1月中国宝武在八一钢铁成立富氢碳循环高炉项目组，开始对八一钢铁已经废弃的430m³高炉进行改造，于2020年7月试验平台投入运行，2021年4月开展了第一阶段试验，2021年8月开展了第二阶段试验。经过两个阶段的试验，富氢碳循环高炉实现了50%的富氧率，同时在风口试验喷吹了从COREX分离的煤气和焦炉煤气，在中试平台初步实现了减少碳排放的目的。目前试验高炉已经停炉，正在进行第三期的设计和改造，目标是在2022年重新投产后实现430m³高炉的全氧鼓风。还将同步配套炉顶煤气的CO₂分离，和还原煤气电加热措施，在风口实现1100℃到1200℃的高温煤气喷吹，在炉身部位实现800℃到900℃的高温煤气喷吹，实现CO循环利用。除了已经规划的全氧富氢煤气循环之外，还将进行光电氢的工厂建设和CO₂的化产品资源化利用产线建设，形成一个完整的430m³级工业化的高炉碳中和示范产线，最终实现高炉流程碳中和试验工厂。

二是湛江钢铁氢基竖炉-电炉短流程零碳工厂。中国宝武策划在湛江基地建设一套绿氢全流程零碳工厂，2022年将开始建造一套百万吨级的氢基竖炉，初期利用之前高炉配套焦炉生产的焦炉煤气还原铁矿石，随后采用42%氢基DRI+58%废钢的电炉冶炼，和薄板坯连铸构建200万吨级的生产线，形成一个非常紧凑的短流程低碳冶金路线。未来中国宝武在氢基竖炉的基础上，利用南海的天然气，乃至南海地区光伏、风能配套上光-电-氢、风-电-氢绿色能源，形成与钢铁冶金工艺相匹配的全循环、封闭的流程，产线碳排放较长流程降低90%以上，并通过碳捕集、森林碳汇等实现绿氢全流程零碳工厂。

三是新疆巴州钢铁绿色短流程示范项目。风能和太阳能等绿色能源发电的最大问题是负荷不稳定，比如光伏发电在夜晚和白天的输出差异很大，需要建立一套源、网、储电加上负荷与钢厂节奏匹配的封闭体系，才能使未来冶金工程的零碳能源供给具有连续性。未来钢铁厂对绿电的需求量将是巨大的，如果不能够实现能源的稳定自生产，那对成本的竞争力将会带来极大冲击。中国宝武计划在新疆巴州钢铁建设一个十几平方公里的光伏电厂，由光伏电厂发绿电，进行全废钢电炉冶炼和薄带连铸轧制。目前该示范项目已经完成了规划，将在2022年开工建设。

中国宝武贯彻新发展理念，加快技术创新，坚定不移走生态化优先、绿色低碳的高质量发展道路；以绿色制造、绿色产品和绿色产业作为核心路径，率先进行低碳转型，身体力行绿色发展，并承担生态圈链主的责任，为上下游合作伙伴做出表率，引领并促进整个钢铁新生态绿色化，为人类的美好生活做出新的贡献。

编辑：刘抒、徐晨杰

图片：资料库

出品：中国宝武融媒体中心