作为全球排放总量的主要贡献者,钢铁行业必须大幅降低碳足迹,才能实现向净零排放世界的转型。但这样一个难以减排的行业真的能实现绿色发展吗?如果能,又该如何实现呢?
近年来,全球钢铁行业正在积极探索和推广各种低碳炼钢方案,专家们也对这些方案的潜力进行了评估。本文将简要回顾几种关键技术的优势和局限性,并探讨未来低碳炼钢的发展趋势。
1. 高炉优化:传统工艺的升级改造
高炉炼钢是目前最常用的炼钢工艺,占全球钢铁产量的70%左右。传统上,高炉使用煤炭作为燃料,污染严重。改进方向包括:
天然气替代: 用天然气替代部分煤炭,可减少排放。但天然气仍然会产生碳排放,随着碳价的上升,天然气的经济效益将受到影响。碳捕获、利用和储存 (CCUS): 捕获高炉排放的二氧化碳,并将其储存或用于其他工业用途。但CCUS 技术成本高昂,目前尚未大规模应用。2. 电弧炉 (EAF):低排放但受限于原材料
电弧炉 (EAF) 是一种低排放的炼钢技术,通常使用直接还原铁 (DRI) 作为原材料。DRI-EAF 组合工艺可以实现目前所有炼钢技术的最低排放量。然而,EAF 存在一些限制:
原材料限制: 需要高品位的铁矿石或废铁,而全球高品位铁矿石供应有限,废铁回收也存在局限性。3. 电炉 (ESF):潜力巨大的折中方案
电炉 (ESF) 是一种新型的炼钢技术,它将直接还原铁转化为液态热金属,然后可用于传统的 BOF 工艺。ESF 与全球 76% 的铁矿石供应兼容,可以实现比传统 BF-BOF 低得多的排放量,并且比 DRI-EAF 更灵活。
4. 未来发展趋势:成本至上
ESF 技术为钢铁制造商提供了一种更具成本效益的低碳炼钢方案,但最终,成本竟争力将决定其能否推动全球钢铁生产的大幅绿色化。碳定价机制的完善将对钢铁行业的选择产生重大影响。
结论:
钢铁行业的绿色发展之路任重而道远,需要政府、企业和科研机构的共同努力。未来,随着技术的进步和政策的引导,低碳炼钢技术将不断发展,推动钢铁行业实现绿色转型