鋼化聯產：跨界整合還需多方支持
發布時間：
2024-10-14
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日前，《中國冶金報》記者從國內關注和從事鋼化聯產的北京北大先鋒科技股份有限公司獲悉，今年1月剛剛正式上線的國際頂級學術期刊《自然》子刊《自然：化學工程》雜志，近期發表了一篇題為《鋼化聯產：促進難減排行業降低碳排放》的論文，以鋼鐵、煤化工聯合的跨界思維和令人信服的數據論述了鋼化聯產對中國溫室氣體減排的積極作用。北京北大先鋒科技股份有限公司在鋼化聯產領域已有十余年經驗積累，為該篇論文提供了鋼化聯產的相關數據支撐。文章認為，鋼化聯產可能成為減少這兩大行業碳排放的關鍵戰略，中國“雙碳”目標的實現需要更多的跨界思維。
鋼化聯產即利用鋼鐵行業煤氣取代煤基氫氣和一氧化碳，經凈化、提純后用于生產化學品。這一方面避免了將一氧化碳轉化為電力這種高碳排放強度的利用方式，另一方面也可節約一部分煤基氫氣和一氧化碳工藝消耗的煤炭，從而大幅減少鋼鐵和煤化工行業的溫室氣體排放量。
鋼化聯產，優于獨立生產
鋼鐵煤氣主要包括焦爐煤氣、高爐煤氣和轉爐煤氣，主要由一氧化碳、氫氣、甲烷、二氧化碳和氮氣組成。這些鋼鐵煤氣約有50%在煉鐵、煉鋼過程中作為燃料被消耗，剩余部分主要用于現場發電。然而，利用鋼鐵煤氣發電（主要是一氧化碳燃燒）屬于高碳排放，一氧化碳發電的碳排放強度是我國電網供電碳排放強度的三倍以上、是煤炭發電碳排放強度的兩倍之多。
在煤化工廠，為了生產氫氣，要先將煤氣加工為一氧化碳，再進行水煤氣變換反應產生氫氣。統計數據顯示，這一過程產生的碳排放量約占我國煤化工行業溫室氣體排放總量的三分之一。
基于我國鋼鐵廠和煤化工廠的地理數據庫，在文章中，作者以高爐—轉爐煉鋼生產為基礎，估算了氫氣和一氧化碳的工廠級供應量；還根據各種化工產品（甲醇、石油、天然氣、烯烴、乙二醇和乙醇）的生產情況估算了工廠對氫氣和一氧化碳的需求量。結果表明，我國的鋼鐵廠從鋼鐵煤氣中可提供的純化氫氣，相當于煤化工廠氫氣需求總量的五分之一；提供的一氧化碳可以完全覆蓋煤化工對一氧化碳的需求量，且有大量富余。
隨著鋼鐵行業納入全國碳市場，碳稅的征收會使更多的鋼鐵企業愿意選擇鋼化聯產策略。在文章中，作者也指出，相比于獨立生產，即鋼鐵廠燃燒多余的鋼鐵煤氣發電、煤化工廠使用煤炭生產氫氣和一氧化碳的情況，更高的碳價可以使鋼化聯產策略在更大程度上體現降低碳排放量、降低企業成本的作用。河北、山西、山東和河南是鋼化聯產的熱點地區，這些地區有許多鋼鐵廠毗鄰煤化工廠，這4個省份的供需充足，可優先進行示范。
雙贏戰略，還需多方支持
鋼化聯產是一種雙贏策略。但與此同時，鋼鐵、煤化工企業的跨界聯合、共贏發展也并非坦途，還需要多方支持。鋼化聯產使煤化工企業由于節約煤炭成本和碳交易收益從而大幅降低了成本；與此相反，鋼鐵企業由于在將鋼鐵煤氣從發電轉向化工生產時，需要購買額外的電網電力從而大幅增加了成本。這種情況下，如何平衡鋼鐵企業和煤化工企業之間的支出與收益是需要考量的。
針對這一問題，文章提出：政策制定者可以協調兩方的收益分配，對氫氣和一氧化碳進行指導定價，以激勵鋼鐵行業選擇鋼化聯產；同時，為進行鋼化聯產的企業提供優惠電價的政策支持，也會促使更多企業參與進來。對于難減排行業的減碳需要全局思維、需要推動跨行業耦合發展，而促使不同行業實現跨界聯動則需要政策的支持和引導，從而在保證企業經濟利益的前提下達到降低碳排放的目的。未來，我國的綠色低碳之路也會需要更多的跨界思維，助推我國如期實現“雙碳”目標。
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