探索鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展路徑：CCUS技術(shù)

作為能源密集型行業(yè)，鋼鐵行業(yè)是我國(guó)主要的能源消費(fèi)及CO2排放行業(yè)，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)低碳綠色發(fā)展已成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。我國(guó)鋼鐵行業(yè)CO2排放量?jī)H次于電力行業(yè)，約占全國(guó)CO2排放總量的15%。

CCUS技術(shù)是什么？

碳捕獲、利用與封存技術(shù)（CCUS）被認(rèn)為是鋼鐵等難減排行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的可行技術(shù)選擇以及實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要技術(shù)保障。

鋼鐵行業(yè)CCUS技術(shù)如何運(yùn)轉(zhuǎn)的？

鋼鐵行業(yè)的CO2捕集技術(shù)主要是燃燒后捕集和富氧煉鐵技術(shù),均處于研發(fā)與示范階段。

我國(guó)鋼鐵廠的CO2主要為中等濃度，可采用燃燒前補(bǔ)集(材料與燃料脫碳)和燃燒后捕集技術(shù)（排氣處理）進(jìn)行捕集。目前，鋼鐵行業(yè)中主流的CCUS技術(shù)是將焦化和高爐煉鐵尾氣燃燒后捕集CO2，燃燒后捕集技術(shù)包括化學(xué)吸收、物理吸收和膜分離等。

目前我國(guó)粗鋼的生產(chǎn)工藝主要以高爐-轉(zhuǎn)爐法、熔融換元法和直接還原法等長(zhǎng)流程煉鋼方式為主，占比高達(dá)90%。在長(zhǎng)流程煉鋼中，碳排放主要來自燒結(jié)、高爐兩道工序，整個(gè)長(zhǎng)流程噸鋼碳排放約達(dá)到1.8-2.2噸。

在整個(gè)鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)過程中，煉焦和高爐煉鐵過程CO2排放量最大，碳捕集潛力也最大。當(dāng)前碳捕獲技術(shù)應(yīng)用得到較快發(fā)展的是“高爐+碳捕獲”及“熔融爐+碳捕獲”的工藝路線。

CCUS技術(shù)可以將氣體二氧化碳固化下來，并儲(chǔ)存在地下儲(chǔ)集裝置中，或轉(zhuǎn)化成其他化學(xué)品，從而減少高爐釋放出來的碳。熔融爐是利用鐵礦、煤炭直接進(jìn)行還原煉鐵，省去了燒結(jié)工序這一碳排放大戶，直接減少了煉鐵過程中的碳排放。熔融過程本身仍然會(huì)有碳排放，需要配合CCUS技術(shù)對(duì)產(chǎn)生的碳排放進(jìn)行捕捉、儲(chǔ)存。

鋼鐵行業(yè)CCUS技術(shù)前景如何?

從技術(shù)環(huán)節(jié)看，碳捕集技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但成本和能耗仍然偏高。目前已有學(xué)者研究出對(duì)設(shè)備腐蝕性較低的新型混合胺溶劑（RITE溶劑），同時(shí)利用余熱回收系統(tǒng)，為CO2的解吸提供能量，從而大幅度地降低碳捕集成本。未來隨著CCUS技術(shù)的不斷改進(jìn)，CCUS技術(shù)在鋼鐵行業(yè)將有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的應(yīng)用。

中國(guó)科協(xié)科普部

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