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重磅!北大先锋钢铁煤气利用技术荣登Nature子刊

2024/05/24

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由美国普林斯顿大学执笔,东北大学国家环境保护重点实验室、北京北大先锋科技股份有限公司、清华大学等科研院所和企业单位合作完成的钢化联产论文《Co-production of Steel and Chemicals to mitigate hard-to-abate carbon emissions》,即《钢化联产:促进难减排行业降低碳排放》于4月26日在国际顶级学术期刊《Nature chemical engineering》杂志上正式发表。


论文针对钢铁、化工行业碳排放量高、难减排的特点,就当前普遍认为的有效碳减排手段(绿氢替代和CCS技术)直到2040年都将一直维持减碳成本高的现状,分析认为钢化联产是未来降低两大行业碳排放量的关键策略。


该论文深入研究了以钢铁煤气为原料提纯H2和CO用于生产化工品的钢化联产路线,论证了钢化联产路线对于促进中国碳减排将发挥重要作用,同时将为降低企业成本、提高企业营收做出巨大贡献。相对于独立生产,利用焦炉煤气提纯H2每生产1吨H2的GHG排放量减少18.3 吨CO2当量,利用高炉煤气和转炉煤气提纯CO,每生产1吨CO的GHG排放量分别减少1.1吨CO2当量和1.2 吨CO2当量。实施钢化联产的前提是企业盈利能力优于独立生产,在不征收碳税的情况下,钢化联产可将温室气体排放量每年减少3600 万吨CO2当量,每年为化工企业节约成本15亿元人民币;以每吨CO2 350元的碳价格计算时,实施钢化联产策略可盈利的企业数增多,钢化联产项目增多,则每年减少碳排放量1.13 亿吨CO2当量每年为化工企业节约成本255亿元人民币。


北京北大先锋科技股份有限公司早于该论文发表十余年前就提出了钢化联产思路,在发现钢铁煤气巨大的利用价值后,公司为此成立了专项业务部门,致力于钢铁煤气利用的工艺开发,为钢铁企业的副产煤气灵活匹配更高效、更经济、更低碳的利用方式,将钢化联产的解决方案积极推向产业化应用。十余年前,钢铁煤气里的杂质组分就像一个黑匣子,北大先锋从基础研究做起,从研究检测方法、确定钢铁煤气的杂质组成,到开发完整的气体净化、提纯工艺;从小试、中试到具体的商业项目落地,北大先锋一路伴随国内钢化联产项目的成长,服务于钢铁企业落地钢化联产项目,包括石横特钢联合阿斯德科技利用转炉煤气建设的20万吨甲酸、5万吨草酸生产线,晋南钢铁联合沃能化工利用焦炉煤气和转炉煤气建设的30万吨乙二醇联产LNG生产线,海外某钢铁公司的钢化联产示范线项目等。最早建设的山东阿斯德厂区自2018年4月正式投产运行,至今该项目已稳定运行6年有余,每年为企业实现销售收入20亿元,年减少煤炭用量102万吨,年减少CO2排放量32万吨。助力企业在实现减碳的同时,也实现了多元化创赢发展。


钢化联产:北大先锋钢厂尾气利用合成化工产品项目图


高炉、转炉、焦炉就是钢铁界的造气炉,钢化联产能够将钢铁煤气中CO的利用回归到化工原料属性,而不是局限于以增加碳排放为代价的燃烧属性,这对钢铁和化工企业而言都是更优选的资源整合方式,是新质生产力的典型代表。在双碳目标的战略背景下,钢铁、化工企业可以通过跨界联合、共赢发展,于变局中开新局,依托钢化联产走出一条结构优化、多元发展的绿色低碳之路。