钢铁行业的低碳绿色转型和率先煤耗和碳排放达峰,将对我国实现整体碳达峰目标和经济高质量发展作出重要贡献.基于碳排放-能源集成模型,对我国钢铁行业"双碳"目标下控煤降碳路径开展情景研究.结果表明,我国钢铁行业很有可能在"十四五"前期实现碳达峰,峰值16.4～16.7亿t(含过程和间接排放),作为主要消费能源的煤炭也将一起达峰,峰值4.6～4.7亿t标煤(含焦炭),在最激进的强化情景2035年煤炭消费和碳排放将降至2020年的38％和49％;粗钢产量很大程度上主导了钢铁行业的碳达峰进程,推进全废钢电炉短流程和加大废钢利用是碳达峰阶段最主要的控煤降碳措施.基于预测结果提出的钢铁行业控煤降碳路线图显示,需求侧方面,粗钢产量在不考虑"双碳"目标约束的情况下也会随工业化、城镇化水平逐渐达到发达国家水平而达到峰值并开始下降,新能源相关基础设施建设在实现碳中和期间带来的钢材需求增长体量相对有限;技术进步方面,推广长流程节能降碳技术应用是短期内性价比较高的措施,应重点推进高炉高效喷煤等技术的应用,同时增大高炉球团矿平均配比,远期碳捕集封存技术将具有较大的碳减排潜力;产能结构方面,推进全废钢电炉短流程是钢铁行业在碳达峰阶段的主要措施,到"十四五"末期电炉钢占比将提高至15％～20％,在碳中和目标下氢冶金是唯一具有超低碳排放潜力的生产工艺,在未来随着可再生能源或余热余能生产的绿氢供应量提高,氢冶金将成为与基于废钢的电炉短流程并重的钢铁生产工艺.

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薛英岚;张静;刘宇;陈瑜;孙健;蒋洪强;张伟;曹东

生态环境部环境规划院,国家环境保护环境规划与政策模拟重点实验室,北京 100012;生态环境部环境规划院,京津冀区域生态环境研究中心,北京 100012;中国科学院科技战略咨询研究院,北京 100190;冶金工业经济发展研究中心,北京 100010;首钢集团有限公司技术研究院,100043

环境科学

[1]薛英岚;张静;刘宇;陈瑜;孙健;蒋洪强;张伟;曹东-."双碳"目标下钢铁行业控煤降碳路线图)[J].环境科学,2022(10):4392-4400

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