快車通道：

汽車行業(yè)碳中和系列匯總

磷酸鐵鋰專家交流匯總

磷酸鐵系列匯總

林業(yè)碳匯專家交流匯總

碳匯造林項(xiàng)目方法學(xué)系列匯總

CCER 項(xiàng)目減排效益測算系列匯總

昨天和大家分享了碳中和背景下的鋼鐵行業(yè)系列的第三部分：鋼鐵行業(yè)之氫氣煉鋼

今天和大家分享第四部分：氫氣煉鋼能實(shí)現(xiàn)多少減排

1、目前鋼鐵主流工藝可分為長流程、還原鐵-電弧爐短流程和廢鋼-電弧爐短流程?

鋼鐵行業(yè)的碳排放機(jī)理較為復(fù)雜，但大體可以分為三類：

一是焦炭作為生產(chǎn)原料，參與化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的碳排放，如燒結(jié)、煉焦、石灰焙燒、鋼鐵冶煉和鋼材酸洗，其中碳排放主要是煉鐵工序中還原反應(yīng)所產(chǎn)生。

二是化石能源作為燃料，燃燒所產(chǎn)生的碳排放，如煉鋼焦?fàn)t、高爐和轉(zhuǎn)爐中的燃料燃燒。

三是化石能源作為發(fā)電來源，鋼鐵生產(chǎn)中電力消耗所引起的間接碳排放。

不同的工藝路線對應(yīng)的碳排放量級不一，目前世界上主要的工藝路線有三種：

①采用高爐、轉(zhuǎn)爐和焦?fàn)t的長流程。

②廢鋼和電弧爐的短流程。

③直接還原鐵（DRI）和電弧爐流程。

長流程是最常見的工藝，也是國內(nèi)主流生產(chǎn)路線，根據(jù)Mysteel數(shù)據(jù)顯示，2019年長流程路線占全球鋼鐵產(chǎn)量比例約 63%，剩余37%全球鋼鐵產(chǎn)量是通過電弧爐生產(chǎn)。電弧爐的原料可為廢鋼，也可為DRI，實(shí)際生產(chǎn)中一般是DRI和廢鋼的混合物。

由于目前我國是長流程和廢鋼+電弧爐的短流程為主導(dǎo)，直接還原煉鐵工藝由于在國內(nèi)應(yīng)用有限，不太為人熟知，在此進(jìn)行簡單介紹。

直接還原煉鐵工藝是以非焦煤為原料，在低于礦石熔化溫度以下進(jìn)行還原，獲得固態(tài)金屬鐵的工藝，所得的產(chǎn)品稱為直接還原鐵（Direct Reduction Iron，簡稱DRI， 也稱海綿鐵）。

直接還原鐵是短流程的重要原料，可以替代廢鋼，解決廢鋼資源不足的問題，一般 采用氣基豎爐，還原氣體主要來源于天然氣。氣基豎爐直接還原鐵工藝主要在伊朗、 印度、俄羅斯、沙特、阿聯(lián)酋等中東國家，除了印度，大部分為富氣國家和地區(qū)。

2 、鋼鐵行業(yè)碳排放主要來自煉鐵，煉鐵碳排放主要來自碳還原

1）采用高爐、轉(zhuǎn)爐的長流程（100%生鐵，無廢鋼）單噸碳排放約2.05噸。

根據(jù)Alisha Giglio等在美國 《鋼鐵技術(shù)》于2021年3月期刊發(fā)表的《Recent Sustainability Developments in the Iron and Steel Industry》，三條工藝路線每噸熱軋卷板(HRC)的二氧化碳排放量，傳統(tǒng)的高爐和轉(zhuǎn)爐的長流程路線，100%直接還原鐵和100%廢鋼冶煉的電弧爐短流程路線。

其在計(jì)算長流程二氧化碳排放量時，對長流程的原材料、成材率、技術(shù)指標(biāo)做如下假設(shè)：

基于以上假設(shè)，長流程碳排放約為2.05噸CO2/噸HRC，其中煉鐵排放包含熱風(fēng)爐和發(fā)電廠1.45噸， 占長流程整體碳排放量的71%。

2）廢鋼+EAF噸鋼碳排放約0.26噸。

電弧爐煉鋼需要大量電力，計(jì)算出的每噸熱軋帶卷HRC排放量取決于電弧爐運(yùn)行的地區(qū)(及其各自的電網(wǎng)電力排放系數(shù))。在法國，電網(wǎng)電力排放因子低至 0.08kgCO2 /kWh，日本國家電網(wǎng)0.47kgCO2 /kWh，而在中國和印度，電網(wǎng)電力排放因子均大于 1.0kgCO2/kWh。Hatch采用日本國家電網(wǎng)0.47kgCO2/kWh的電力排放因子，則100%廢鋼噸鋼的二氧化碳排放量為0.26噸。?

3）DRI+EAF噸鋼碳排放約0.96噸。

目前氣基豎爐主要是以天然氣為還原劑生產(chǎn)DRI，同樣采用日本國家電網(wǎng)0.47kgCO2/kWh的電力排放因子，則生產(chǎn)一噸HRC二氧化碳排放量約0.96噸，其中煉鐵環(huán)節(jié)排放為0.49噸，電弧爐、燒結(jié)和軋鋼環(huán)節(jié)碳排放分別為0.26、0.15和0.063噸。

4）典型的電爐既使用DRI，也使用部分廢鋼，其排放值介于100%DRI和100%廢鋼路線之間。

比如安塞樂米塔爾漢堡有限公司的短流程工藝裝置中，DRI和廢鋼入料比為55%/45%，CO2總排放量為82.3 萬噸/年，年產(chǎn)量約為100萬噸小方坯，相當(dāng)于噸鋼的二氧化碳排放量為0.82噸。

漢堡公司的生產(chǎn)過程和每個步驟中CO2直接及間接排放量：

可以看出，電爐煉鋼工藝，特別是使用廢鋼情況下，其排放明顯低于傳統(tǒng)高爐和轉(zhuǎn)爐長流程工藝。這主要是由于相對于長流程，短流程可以部分或全部取消高爐、燒結(jié)、焦化這三個工序，而全部采用廢鋼的短流程更是在此之上又取消了煉鐵環(huán)節(jié)，因此碳排放最低。

按照上述測算，長流程和100%的DRI 短流程的碳排放分別為 100%廢鋼碳排放的 8 倍和 4 倍。

碳中和背景下的鋼鐵行業(yè)系列的第四部分的內(nèi)容就分享到這里，明天和大家分享第五部分的內(nèi)容：氫氣煉鋼的減排原理

（在公眾號發(fā)送以下關(guān)鍵字可以查看相關(guān)系列的內(nèi)容）

國際碳市場，中國碳市場，碳中和，碳交易，碳資產(chǎn)，碳計(jì)量，碳排放，林業(yè)碳匯，綠色金融，綠色金融案例，ESG，CCER，CCUS，電池回收，鋰電池，電力碳中和，電價政策，抽水蓄能，汽車碳中和，碳匯造林方法學(xué)，磷酸鐵鋰專家交流，磷酸鐵，林業(yè)碳匯專家交流

?

1、個人和企業(yè)層面的碳排放管理、碳資產(chǎn)管理培訓(xùn)

2、上市企業(yè)組織層面碳盤查、產(chǎn)品層面碳足跡、碳中和規(guī)劃、碳配額資產(chǎn)托管、國內(nèi)外碳信用申請和交易（CCER、林業(yè)碳匯、VCS、GS等）