跨界整合还需多方支持
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2024-07-23
日前，《中国冶金报》记者从国内关注和从事钢化联产的北京北大先锋科技股份有限公司获悉，今年1月刚刚正式上线的国际顶级学术期刊《自然》子刊《自然：化学工程》杂志，近期发表了一篇题为《钢化联产：促进难减排行业降低碳排放》的论文，以钢铁、煤化工联合的跨界思维和令人信服的数据论述了钢化联产对中国温室气体减排的积极作用。北京北大先锋科技股份有限公司在钢化联产领域已有十余年经验积累，为该篇论文提供了钢化联产的相关数据支撑。文章认为，钢化联产可能成为减少这两大行业碳排放的关键战略，中国“双碳”目标的实现需要更多的跨界思维。
钢化联产即利用钢铁行业煤气取代煤基氢气和一氧化碳，经净化、提纯后用于生产化学品。这一方面避免了将一氧化碳转化为电力这种高碳排放强度的利用方式，另一方面也可节约一部分煤基氢气和一氧化碳工艺消耗的煤炭，从而大幅减少钢铁和煤化工行业的温室气体排放量。
钢化联产，优于独立生产
钢铁煤气主要包括焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气，主要由一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳和氮气组成。这些钢铁煤气约有50%在炼铁、炼钢过程中作为燃料被消耗，剩余部分主要用于现场发电。然而，利用钢铁煤气发电（主要是一氧化碳燃烧）属于高碳排放，一氧化碳发电的碳排放强度是我国电网供电碳排放强度的三倍以上、是煤炭发电碳排放强度的两倍之多。
在煤化工厂，为了生产氢气，要先将煤气加工为一氧化碳，再进行水煤气变换反应产生氢气。统计数据显示，这一过程产生的碳排放量约占我国煤化工行业温室气体排放总量的三分之一。
基于我国钢铁厂和煤化工厂的地理数据库，在文章中，作者以高炉—转炉炼钢生产为基础，估算了氢气和一氧化碳的工厂级供应量；还根据各种化工产品（甲醇、石油、天然气、烯烃、乙二醇和乙醇）的生产情况估算了工厂对氢气和一氧化碳的需求量。结果表明，我国的钢铁厂从钢铁煤气中可提供的纯化氢气，相当于煤化工厂氢气需求总量的五分之一；提供的一氧化碳可以完全覆盖煤化工对一氧化碳的需求量，且有大量富余。
随着钢铁行业纳入全国碳市场，碳税的征收会使更多的钢铁企业愿意选择钢化联产策略。在文章中，作者也指出，相比于独立生产，即钢铁厂燃烧多余的钢铁煤气发电、煤化工厂使用煤炭生产氢气和一氧化碳的情况，更高的碳价可以使钢化联产策略在更大程度上体现降低碳排放量、降低企业成本的作用。河北、山西、山东和河南是钢化联产的热点地区，这些地区有许多钢铁厂毗邻煤化工厂，这4个省份的供需充足，可优先进行示范。
双赢战略，还需多方支持
钢化联产是一种双赢策略。但与此同时，钢铁、煤化工企业的跨界联合、共赢发展也并非坦途，还需要多方支持。钢化联产使煤化工企业由于节约煤炭成本和碳交易收益从而大幅降低了成本；与此相反，钢铁企业由于在将钢铁煤气从发电转向化工生产时，需要购买额外的电网电力从而大幅增加了成本。这种情况下，如何平衡钢铁企业和煤化工企业之间的支出与收益是需要考量的。
针对这一问题，文章提出：政策制定者可以协调两方的收益分配，对氢气和一氧化碳进行指导定价，以激励钢铁行业选择钢化联产；同时，为进行钢化联产的企业提供优惠电价的政策支持，也会促使更多企业参与进来。对于难减排行业的减碳需要全局思维、需要推动跨行业耦合发展，而促使不同行业实现跨界联动则需要政策的支持和引导，从而在保证企业经济利益的前提下达到降低碳排放的目的。未来，我国的绿色低碳之路也会需要更多的跨界思维，助推我国如期实现“双碳”目标。
关键词：
冶金,钢化,化学
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