新一輪鋼鐵業(yè)全球技術競爭已經開始，中國能否站上“低碳之巔”

    近兩個月，位于上海寶山的中國寶武中央研究院里，許多研發(fā)人員每天上班第一件事，就是打開視頻連線，盯著數(shù)千公里之遙的新疆八一鋼鐵低碳創(chuàng)新試驗基地。鏡頭里，一座大小僅400立方米的“迷你”高爐成為關注焦點；鏡頭外，冶金、化工、熱能等多個領域的研發(fā)人員盯著高爐生產的每個細節(jié)，忙著計算、分析數(shù)據(jù)，得出結論。“連續(xù)十天，減碳比例達到10%左右。”中國寶武中央研究院院長助理毛曉明驚喜地對記者表示，“這是一個了不起的開始！”而這，也是新晉世界百強企業(yè)、全球最大鋼鐵企業(yè)一個新的起點。

    中國寶武面向全球開放的低碳冶煉新工藝創(chuàng)新平臺——富氫碳循環(huán)高爐
    握指成拳8月剛公布的2021年《財富》世界500強中，中國寶武排名第72位，比上年提升39位，第一次進入全球百強企業(yè)之列。去年全年，中國寶武實現(xiàn)粗鋼產量1.15億噸，規(guī)模位居世界第一。躋身全球百強企業(yè)并成為世界第一鋼企，意味著中國寶武已經初步建立起與中國鋼鐵業(yè)全球地位相匹配的企業(yè)空間規(guī)模體系。中國鋼鐵業(yè)，“小、散、亂”是供給側癥結之源。近年來，中國寶武通過大手筆的市場化聯(lián)合重組和專業(yè)化整合，迅速提高行業(yè)集中度，提升中國鋼鐵業(yè)的發(fā)展質量與國際競爭力。能力越強，責任越大。當前中國鋼鐵行業(yè)的碳排放量占全國碳排放總量的15%，是制造業(yè)31個門類中碳排放量的大戶。鋼鐵行業(yè)減碳能否成功，關乎我國“碳達峰”“碳中和”目標的實現(xiàn)。今年初，中國寶武在國內鋼鐵行業(yè)率先發(fā)布了實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”目標的時間表：將于今年內發(fā)布低碳冶金路線圖、2023年力爭實現(xiàn)碳達峰、2025年具備減碳30%的工藝技術能力、2035年力爭減碳30%、2050年力爭實現(xiàn)碳中和。當前，中國寶武正在抓緊制定一份具有開創(chuàng)意義的“低碳冶金路線圖”。“我們將圍繞‘冶金原理+科學管理’攻堅突破，實現(xiàn)從原燃料端到生產制造端，再到使用端的深度協(xié)同降碳。”中國寶武黨委書記、董事長陳德榮表示。雖然沒有先例可循，但這張“低碳冶金路線圖”絕非空中樓閣。目前，中國寶武正根據(jù)各鋼鐵基地區(qū)位差異、資源稟賦特點，研究因地制宜的低碳發(fā)展路線，通過創(chuàng)新引領，推動科學減碳。“減碳是巨大的工程，一項技術就是幾個億、十幾億元的研發(fā)投入，還需要調動方方面面的資源。”中國寶武中央研究院負責人表示，中國寶武加速專業(yè)化整合，匯集各地鋼鐵企業(yè)的技術與資源，形成低碳發(fā)展的“集團化優(yōu)勢”，既能集中力量、避免重復研發(fā)，又利于新技術大規(guī)模推動應用?？茖W減碳新疆八一鋼鐵是中國寶武的鋼鐵基地之一。2014年，全國鋼鐵業(yè)去產能，八鋼的這臺400立方米老舊高爐停止煉鐵，考慮工廠環(huán)保需求，當時沒有拆除，用來處理鋼廠廢棄物。如今，中國寶武旗下數(shù)千立方米現(xiàn)代化高爐比比皆是，集全集團之力的“低碳冶金”，為何盯著一座早已瀕臨淘汰的小高爐？大與小之間，恰恰體現(xiàn)了科學務實的精神。面向未來，歐美國家根據(jù)其資源稟賦特點，大多計劃新建氣基豎爐代替高爐進行煉鐵。比如，安賽樂米塔爾、瑞典鋼鐵等海外企業(yè)，正在探索以氫氣作為還原劑，還原鐵礦石生產海綿鐵。但中國寶武的經營者意識到，面對“碳達峰”“碳中和”這一空前復雜的系統(tǒng)工程，理論上再完美的技術也必須植根于現(xiàn)實土壤，國內大多數(shù)高爐使用時間不長，短期內很難大規(guī)模棄舊。中國寶武在滬疆兩地共同試驗的“富氫碳循環(huán)”技術，原理是通過超高富氧甚至全氧冶煉，提高冶煉效率，提升煤氣質量，在脫除煤氣中的二氧化碳后，獲得高還原性煤氣，實現(xiàn)煤氣自循環(huán)利用。同時，在高爐煤氣中加注氫氣，進一步降低二氧化碳排放，最終實現(xiàn)減碳30%以上。雖然減碳量不及全氫冶煉，但這一技術一旦成熟，短期內更易大規(guī)模推廣，能夠幫助企業(yè)在發(fā)展中實實在在地將碳排放減下來。
    2018年，中國寶武研發(fā)多年的“富氫碳循環(huán)”走出實驗室，進入生產應用試驗。考慮在數(shù)千立方米大高爐中試驗風險過大，企業(yè)便選中新疆八鋼這座小高爐，去年7月完成改造，今年6月接入脫碳處理后的高爐煤氣。生產運行近兩個月來，減碳量已初步穩(wěn)定在8%—10%左右，后續(xù)將按計劃持續(xù)提升。“400立方米的高爐很小，但過去一年里我們經歷了巨大的困難。”中國寶武中央研究院相關負責人介紹，隨著高爐鼓風含氧量的不斷提升，爐況一次次出現(xiàn)前所未見的變化，甚至一度需要靠人工往外扒鐵渣……前所未見的困難也蘊含著前所未有的機遇。中國寶武研發(fā)人員表示，很長時間以來，全世界都認為高爐煉鐵技術已經極為成熟，不再有創(chuàng)新空間了。沒想到，在低碳發(fā)展的新征程上，新一輪技術革命已然開啟。“我們率先探索后，近期國外同行也開始嘗試這條‘碳循環(huán)’路徑。”任重道遠盡管目前中國寶武已經認準了“富氫碳循環(huán)”這項低碳發(fā)展的關鍵核心技術，但面對“碳達峰”“碳中和”這一復雜的系統(tǒng)工程，獨木不成林，沒有一項技術能解決所有問題。上海寶山，中國寶武中央研究院試驗室里，一臺從零開始打造的微波燒結設備已經進入中試。這是高爐煉鐵的前端環(huán)節(jié)，研發(fā)人員用電代替煤炭，通過微波燒結鐵礦石，試圖從占煉鐵生產流程碳排放量15%的燒結環(huán)節(jié)著手，實現(xiàn)減碳的新突破。廣東湛江，中國寶武最為先進的湛江鋼鐵基地，今年三季度就將開工建設1座百萬噸級、具備全氫工藝試驗條件的氫基豎爐。二期還將計劃建設1套百萬噸級氫基豎爐工程，未來逐步采用可再生能源發(fā)電—高效水電解生產的綠色氫氣煉鐵，目標是氫氣比例達到100%。這將是低碳冶煉的“終極答案”。“富氫碳循環(huán)、微波燒結和氫基豎爐直接還原是目前中國寶武著重推動的三項減碳技術。但我們并不認為這些已經開展的研究，就是工作的全部。”中國寶武中央研究院技術專家表示，展望未來，比如可以在中國廣闊的西部等地區(qū)采用高效率、低成本的光伏發(fā)電技術，用綠電制取綠氫，從而實現(xiàn)源頭降碳。近期，中國寶武還設立了首期100億元、總規(guī)模500億元的碳中和主題基金，聚焦清潔能源、綠色技術、環(huán)境保護、污染防治等方向，投資市場上優(yōu)質的碳中和產業(yè)項目。今年6月底，滾滾長江上，白鶴亮翅。國家重大工程金沙江白鶴灘水電站首批機組安全準點投產發(fā)電，標志著世界最大清潔能源走廊在我國基本建成，中國向著“碳達峰”“碳中和”目標又邁出了堅實一步。工程建設中，中國寶武寶鋼股份累計為白鶴灘項目核心發(fā)電機組和配套輸電變壓器的制造，提供了近3萬噸關鍵核心硅鋼材料。中國寶武的高等級硅鋼廣泛應用于各類高能變壓器制造，可大幅降低輸配電網(wǎng)絡損耗，每年節(jié)電量已接近三峽水電站年發(fā)電量，折合成二氧化碳，相當于減排8670萬噸。

    中國寶武為金沙江白鶴灘水電站提供關鍵用材    這一領域，曾經的“卡脖子”技術已被攻克。以中國寶武為代表，中國硅鋼技術已經處于全球領先地位?，F(xiàn)在，中國寶武充分意識到，鋼鐵業(yè)新一輪的全球技術競爭已經開啟，中國鋼鐵要強大、要引領世界，能否迅速站上世界低碳冶金技術之巔至關重要。“中國寶武正在構建面向全球的低碳冶金創(chuàng)新平臺，我們愿意向全行業(yè)開放，無條件共享低碳冶金技術。”陳德榮充滿信心地表示。來源：上觀新聞

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