迈向可连续生长的钢铁技术门路图

 体验式培训     |      2021-10-10 16:38
本文摘要:在重工业中钢铁工业在二氧化碳排放方面排名第一在能源消耗方面排名第二。钢铁工业每年直接排放2.6Gt二氧化碳占全球能源系统总排放量的7%凌驾公路货运的排放量。 钢铁工业现在是最大的煤炭消费行业煤炭提供了约75%的能源需求。煤炭被用来发生热量和制造焦炭而焦炭在还原铁矿石的化学反映中发挥着重要作用。 钢铁与能源相互依赖 如果要实现能源和气候目的就不能忽视现有的基础设施。全球粗钢产能在已往20年中翻了一倍多四分之三的增长都发生在中国现在约85%的总产能位于新兴经济体。

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在重工业中钢铁工业在二氧化碳排放方面排名第一在能源消耗方面排名第二。钢铁工业每年直接排放2.6Gt二氧化碳占全球能源系统总排放量的7%凌驾公路货运的排放量。

钢铁工业现在是最大的煤炭消费行业煤炭提供了约75%的能源需求。煤炭被用来发生热量和制造焦炭而焦炭在还原铁矿石的化学反映中发挥着重要作用。

钢铁与能源相互依赖

如果要实现能源和气候目的就不能忽视现有的基础设施。全球粗钢产能在已往20年中翻了一倍多四分之三的增长都发生在中国现在约85%的总产能位于新兴经济体。这种快速增长导致全球高炉平均寿命约为13年不到一般正常高炉寿命的三分之一。

在现在的条件下如果一直运行到其退役这些钢铁企业可能会发生约650亿吨二氧化碳的累计排放量。这将耗尽钢铁工业在过渡时期的大部门二氧化碳排放预算无法为未来几十年新增产能留下盘旋余地。

最先进的高炉的能源强度已经靠近实际的最低能源要求。对于效率低下的设备现在的能源绩效与最佳做法之间的差距可能要大得多但由于能源在生产成本中占很大比例业内勉励更换效率最高装备。

凭据《可连续生长方案》改善运行效率包罗增强历程控制和预测性维修计谋以及接纳最佳可行性技术可淘汰约20%的二氧化碳累计排放量。

需求增长带来碳减排挑战

炼钢新工艺至关重要。

氢气碳捕捉、使用与储存(CCUS)生物能源和直接电气化都是实现炼钢大幅减排的有效途径现在正在探索多种全新的工艺。能源价钱、技术成本、原质料供应情况和区域政策前景在《可连续生长方案》中都是影响技术组合的因素。一些国家获得低成本的可再生能源电力(每兆瓦时20-30美元)为氢基直接还原铁(DRI)的工艺门路提供了竞争优势到2050年这种工艺门路将靠近全球粗钢产量的15%。

在当地政策情况有利、廉价化石燃料富厚的地域创新的熔融还原、天然气基DRI以及种种创新高炉观点都市配备CCUS设施。《可连续生长方案》认为氢气和CCUS合计约占累计减排量的四分之一。

新技术必须以极快的速度部署新的基础设施也必须启动。

只管中国等新兴经济体开始向电炉生产转变同时废钢供应量也在增加也可能会平稳过渡到大批量的电炉生产但陪同这一转变还需要迅速推出现在尚处于早期开发阶段的技术。《可连续生长方案》认为在市场推出新技术后全球规模内需要每月部署一个氢基DRI工厂。到2050年之前电力需求将增加720太瓦时相当于现在电力消耗总量的60%。

在2050年之前同时部署装备了CCUS的工厂需要在全球规模内捕捉约莫0.4Gt二氧化碳相当于从2030年起每2-3周部署一个大型CCUS设施(每年捕捉100万吨二氧化碳)。

到2050年预计全球钢铁需求将增长逾三分之一。

新冠肺炎疫情对全球供应链发生了庞大打击预计2020年全球粗钢产量相比2019年将下降5%。中国逆势而上基于今年上半年强劲的产出水平预计2020年钢产量将会增加。在短期全球经济衰退之后钢铁工业回到了国际能源署基线预测的强劲增长轨道。

只管能源麋集水平较低的二次生产所占的比例会更高但如果不接纳有针对性的措施尽可能淘汰钢铁需求如果差池现在的生产体系举行大刀阔斧的革新预计二氧化碳排放量将会继续上升那么在2050年之前每年二氧化碳排放量将到达2.7Gt。

提高质料使用效率

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钢铁深深扎根于当今社会衡宇、学校、医院、桥梁、汽车和火车的制作都需要钢材。

钢铁也是能源转型不行或缺的质料太阳能电池板、风力涡轮机、大坝和电动汽车都在差别水平上依赖于钢铁。自20世纪70年月以来由于经济增长、都会化、基础设施建设等全球钢铁需求已增长逾三倍并将继续增长。

没有净零排放炼钢技术的创新就不行能实现大幅减排。《可连续生长方案》预测到2050年累计减排量的30%来自当今处于示范或原型阶段的炼钢技术。《可连续生长方案》认为如果不继续努力通过创新促进这些技术的生长就不行能快速部署CCUS和低碳氢气设施。部门快速创新案例探讨了将能源系统实现净零排放的日期提前到2050年的技术寄义。

在快速创新案例中到2050年每年的减排量中近四分之三来自当前还未商业化的技术相当于可连续生长愿景的约40%。

改善现有设备的能源效率

钢材是现在使用的、接纳水平最高的质料之一。全球约70%的钢铁原料泉源于铁矿石其余则来自接纳的废钢。

使用废钢生产钢材所需的能源约莫是铁矿石生产的八分之一主要是以电力的形式而不是使用焦炭对铁矿石举行还原。以废钢为原料的生产方式最大优点就是接纳率高(全球平均水平约。


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