“鋼鐵作為重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料得到廣泛應(yīng)用，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)特別是國(guó)防建設(shè)作出了突出的貢獻(xiàn)，但是在雙碳的背景之下，應(yīng)該說(shuō)我們面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。”10月25日，在第十四屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)全體大會(huì)上，北京科技大學(xué)碳中和研究院院長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士毛新平強(qiáng)調(diào)了低碳工作對(duì)于鋼鐵工業(yè)的重要性和緊迫性，并分析了鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的主要路徑以及相關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù)。

圖為毛新平

　　第一，鋼鐵是高載能、高能耗、高排放行業(yè)，2022年我國(guó)鋼鐵工業(yè)CO2排放量為18.23億噸，占我國(guó)全社會(huì)CO2排放量的16%，位居制造業(yè)之首。碳中和背景下，我國(guó)鋼鐵工業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。

　　第二，歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制CBAM將于2023年10月1日開(kāi)始試運(yùn)行，過(guò)渡期至2025年12月31日，2026年1月1日正式起征，并在2034年之前全面實(shí)施。據(jù)相關(guān)部門(mén)的初步估算，如果按照現(xiàn)在這樣的一個(gè)機(jī)制，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品大概一噸產(chǎn)品要征收1100元人民幣的碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制的關(guān)稅。

　　第三，以汽車為代表的鋼鐵下游用戶對(duì)鋼鐵制造過(guò)程的碳減排提出了具體且迫切的需求。

　　“鋼鐵產(chǎn)品的低碳工作實(shí)際上就在眼前，它不光影響到企業(yè)發(fā)展的問(wèn)題，對(duì)很多企業(yè)來(lái)講，它已經(jīng)涉及到我們生存的問(wèn)題。”毛新平強(qiáng)調(diào)道。

　　路徑一是基于高爐—轉(zhuǎn)爐傳統(tǒng)長(zhǎng)流程的極致減碳。基于現(xiàn)有的高爐—轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程，通過(guò)過(guò)程極致能效、富氫氧氣高爐、轉(zhuǎn)爐大廢鋼比、二氧化碳捕集利用等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)減碳20%~40%。

　　路徑二是以電爐為核心的短流程冶煉。基于再生鋼鐵原料、氫基直還鐵等多元低碳爐料，匹配200t以上大型電爐，實(shí)現(xiàn)短流程治煉，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)減碳60%~95%。

　　路徑三是以氫基直接還原+熔煉爐（OBF）+轉(zhuǎn)爐（BOF）的低碳技術(shù)路線。采用氫基直接還原（DRI)+熔煉爐（OBF）提供液態(tài)鐵水，采用轉(zhuǎn)爐（BOF）進(jìn)行鋼水治煉，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)減碳70%~90%。

　　毛新平指出，這三條路徑都有很多的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題需要進(jìn)一步研究和解決。為此，北京科技大學(xué)專門(mén)成立了碳中和研究院，設(shè)置了7個(gè)方向的研究團(tuán)隊(duì)，進(jìn)行基礎(chǔ)理論方面的探索和具體項(xiàng)目的研究。其中，氫冶金、電爐煉鋼、再生鋼鐵原料高質(zhì)化利用是三個(gè)亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。在低碳煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，要重點(diǎn)研究富氫碳循環(huán)氧氣高爐、零重整富氫直接還原工藝、爐外重整氫基直接還原煉鐵等關(guān)鍵技術(shù)；在轉(zhuǎn)爐低碳冶煉技術(shù)領(lǐng)域，要重點(diǎn)研究轉(zhuǎn)爐大廢鋼比冶煉技術(shù)、轉(zhuǎn)爐CO2煉鋼技術(shù)；在電爐煉鋼工藝技術(shù)領(lǐng)域，要重點(diǎn)研究全流程CO2-Ar動(dòng)態(tài)底吹高效控N技術(shù)、基于CaCl2-O2噴吹的鋼液氣化Cu技術(shù)、近零碳排電爐煉鋼工藝技術(shù)；在近終形制造高性能鋼鐵材料領(lǐng)域，要重點(diǎn)推進(jìn)基于薄板坯連鑄連軋以及基于薄帶鑄軋的高性能汽車用鋼研發(fā)。

　　“碳達(dá)峰、碳中和將會(huì)給我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)、影響深遠(yuǎn)的社會(huì)變革，是一次深刻的產(chǎn)業(yè)革命、更是一次極具挑戰(zhàn)的科技革命。實(shí)現(xiàn)鋼鐵工業(yè)碳中和，需要系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和系列的重大技術(shù)創(chuàng)新，還需要海量的科技資源和資金投入，全行業(yè)、全社會(huì)的支持勢(shì)在必行，全新的創(chuàng)新機(jī)制和模式是重要的前提?！泵缕奖硎?，“希望大家能夠積極參與，我們來(lái)共同構(gòu)建一個(gè)圍繞中國(guó)鋼鐵工業(yè)碳中和的國(guó)家戰(zhàn)略科技平臺(tái)的建設(shè)?！?/div>