在全球積極應對氣候變化、中國深入推進“碳達峰、碳中和”戰略的宏觀背景下,傳統高耗能、高排放的鋼鐵工業正面臨前所未有的綠色轉型壓力與機遇。晉南鋼鐵集團作為行業內的領軍企業,積極響應國家號召,前瞻性布局,通過深入探索并成功實踐“鋼焦化聯產”技術,不僅有效降低了生產過程中的碳排放強度,更樹立了行業綠色發展的新標桿,其技術路徑與顯著成效為全行業提供了寶貴的借鑒經驗。
一、 鋼焦化聯產:系統性降碳的核心技術路徑
“鋼焦化聯產”并非單一技術,而是一套高度集成、系統優化的生產模式。其核心在于打破傳統鋼鐵、焦化、化工各環節相對獨立、能源與物料流動單向線性的格局,通過工藝流程再造與耦合,實現物質與能量的高效循環與梯級利用。
具體而言,該技術體系主要涵蓋以下幾個層面:
- 煤氣資源優化配置:將焦爐煤氣、轉爐煤氣、高爐煤氣等副產煤氣進行統一凈化、調配與高效利用。富含氫氣的焦爐煤氣可部分替代天然氣作為高品質清潔燃料,或深加工制取氫氣、甲醇等化工產品;熱值較低的富碳煤氣則用于發電、供熱或作為還原劑,最大化其能源與化學價值,減少直接放散或低效燃燒帶來的碳排放。
- 化工產品深度延伸:利用焦化過程產生的粗苯、煤焦油等副產品,進行精深加工,生產苯、甲苯、二甲苯、瀝青、炭黑等高附加值化工產品,將碳元素固定在產品中,實現從“燃料”到“原料”的轉變,有效降低全流程的碳輸出。
- 熱能梯級回收與利用:系統回收鋼鐵冶煉和焦化生產過程中的余熱、余壓,用于發電、供暖或驅動其他設備,顯著降低外購能源需求,從源頭減少因化石能源消耗產生的間接排放。
- 物料循環與減量化:探索將部分冶金廢料作為焦化或化工生產的原料補充,同時將化工過程產生的某些廢料返回到冶金流程中加以利用,形成內部小循環,減少新鮮資源消耗與廢棄物處置壓力。
二、 晉南實踐:顯著降碳效果與綜合效益
晉南鋼鐵集團通過引進、消化、吸收再創新,建成了具有自身特色的鋼焦化聯產循環經濟產業鏈。其實踐表明,該技術的降碳效果體現在多個維度:
- 直接減排顯著:通過副產煤氣的全量、高值化利用,基本杜絕了煤氣放散,直接減少了大量二氧化碳及污染物的排放。據估算,該體系能使噸鋼綜合能耗下降約10%-15%,相應帶動碳排放強度顯著降低。
- 能源結構優化:富氫焦爐煤氣的利用替代了部分化石燃料,增加了清潔能源占比。自備余熱余能發電大幅提升了能源自給率,減少了網電依賴,間接降低了由能源供應端帶來的碳排放。
- 碳資源化路徑拓寬:將原本作為廢氣或燃料的碳元素轉化為甲醇、合成氨等化工產品,開辟了非二氧化碳排放的碳利用渠道,實質上是為鋼鐵流程的碳找到了新的“出口”,為未來銜接碳捕集與利用(CCU)技術奠定了基礎。
- 經濟效益與環境效益雙贏:降碳的高附加值化工產品的產出顯著提升了企業的經濟抗風險能力和綜合競爭力。資源能源利用效率的提升也帶來了生產成本的有效控制,實現了環境效益與經濟效益的協同增長。
三、 技術交流與行業啟示
晉南鋼鐵集團的成功實踐,為鋼鐵行業乃至流程工業的綠色低碳轉型提供了關鍵啟示:
- 系統思維至關重要:低碳轉型不能局限于末端治理或單個工序的節能改造,必須從全流程、全生命周期的系統視角出發,通過產業耦合、循環鏈接實現整體能效提升和碳排放大化。
- 技術創新是核心驅動力:鋼焦化聯產涉及多項跨領域技術的集成與創新,包括煤氣凈化、化工合成、余熱回收、智能管控等。持續的技術研發與迭代是保持降碳領先優勢的關鍵。
- 政策與市場需協同發力:此類重大技術改造投資巨大,需要國家在產業政策、碳市場機制、綠色金融等方面給予引導和支持,同時通過碳定價等市場機制凸顯低碳技術的長期經濟性。
- 開放合作促進行業進步:晉南鋼鐵的經驗值得通過深入的技術交流、現場觀摩、標準共建等方式在行業內推廣。行業應搭建平臺,共享數據、共克技術難題,共同推動鋼鐵工業整體向綠色化、低碳化、智能化邁進。
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晉南鋼鐵集團以“鋼焦化聯產”技術為重要抓手,將“雙碳”戰略目標扎實融入企業生產經營與長遠發展,走出了一條具有示范意義的綠色高質量發展之路。其顯著降碳效果證明,傳統產業通過深刻的技術革命與管理創新,完全能夠突破資源環境約束,實現發展與降碳的雙重目標。隨著技術的不斷進步和碳約束的日益收緊,以晉南鋼鐵為代表的行業先行者,必將在持續深化低碳實踐、引領行業轉型、助力國家“雙碳”目標實現的進程中,扮演更加重要的角色。