双碳背景下中国电炉流程发展战略研究

文摘   2024-11-11 06:00   英国  
在国家“双碳”目标的指引下,中国钢铁行业亟需通过降低碳排放实现绿色转型。传统的高炉-转炉长流程炼钢技术因依赖焦炭和铁矿石而导致碳排放较高,而电炉流程因以废钢为主要原料,具有更低的碳排放潜力,逐渐成为钢铁工业低碳发展的重要路径之一。电炉流程的推广和应用不仅符合国家的低碳发展要求,也是中国钢铁行业实现结构优化和资源循环利用的关键。
         

 

尽管电炉流程在碳减排方面展现了显著的优势,现有研究主要集中于高炉流程的降碳措施,而对电炉流程在中国的实际应用和发展潜力研究相对不足,特别是如何在中国的资源条件和能源结构下保障电炉流程的快速发展。与此同时,在技术保障、废钢资源供应和政策支持等方面,现有研究仍然缺乏针对性的建议。
         

 

最近,中国钢研的上官方钦教授及其团队系统性研究了电炉流程在中国钢铁工业低碳转型中的重要作用和发展路径。团队基于《中国能源统计年鉴》的数据,计算并比较了长流程和短流程钢铁生产的碳排放量,量化了电炉流程在减排方面的潜力。同时,该研究结合中国未来的废钢资源供应趋势,分析了资源和能源保障对电炉流程发展的重要性,并提出了优化电炉流程的技术和政策建议。   
         

 

相关研究成果以“双碳背景下中国电炉流程发展战略研究”为题目发表于《钢铁》期刊2024年第59卷第1期。论文作者为:上官方钦,崔志峰*,周继程,倪冰,李涛。
         

 

该论文的主要研究结果与结论如下:
  • 碳排放比较:研究发现,长流程钢铁生产的碳排放量显著高于短流程,推广电炉流程是钢铁行业实现减碳目标的有效途径。
  • 废钢资源预测:分析表明,中国的废钢资源供应将持续增加,预计到2030年超过3亿吨,2035年突破4亿吨,这为电炉流程的推广提供了资源保障。
  • 能源需求分析:电炉流程的电力需求较大,因此需合理配置能源结构以保障电力供应,进一步降低电炉钢生产的综合碳排放。
  • 战略建议:建议提升电炉流程在钢铁生产中的占比,推动全行业向短流程转型,同时加快废钢预处理和废气回收等技术的研发和推广,为钢铁行业的绿色发展提供技术支撑。
         

 

论文中的主要图片和表格如下:   
图1:1991—2021年中国钢铁行业直接、间接碳排放以及产品固碳量变化趋势
         

 

   
图2:BF-BOF流程与EAF流程吨钢碳排放差异对比
         

 

   
图3:2001—2021年间世界主要产钢国电炉钢比变化趋势
         

 

   
图4:2000—2021年中国电力生产量和黑色金属冶炼及压延加工业电力消费量变化趋势
         

 

图5:2021—2060年中国钢铁行业能源结构变化趋势
         

 

   
图6:2021—2060年中国钢铁制造流程结构比例测算
         

 

图7:电炉流程钢铁企业发展模式
         

 

   
图8:2021—2060年中国电力碳排放因子变化趋势
         

 

图9:中国电炉流程发展各工序降碳潜力   
         

 

图10:双碳背景下中国电炉流程节能降碳路线

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