当前我国每生产一吨钢,约需煤炭650公斤,钢铁行业用煤量约占全国煤炭用量的16%。焦炭是钢铁工业的主要原料,炼焦化学流程是钢铁工业的重要流程组成。据统计,2020年全国生产焦炭4.26亿吨,其中冶金焦84%供钢铁企业使用。由于管理和历史的原因,钢铁企业自产焦炭只有1.56亿吨,占比仅36.6%;独立焦化厂产焦2.7亿吨,占63.4%,钢铁企业约有三分之二的焦炭缺口由独立焦化厂供给。独立焦化企业,由于生产单一,不能形成物质流与能量流的系统优化,能源转换效率低下,造成巨大价值及资源流失,既浪费了资源又污染了环境。推进钢焦融合、钢化联产,将焦化与钢铁生产充分耦合,重构钢铁流程,把钢铁伴生的煤气等含碳产品转化成高端化工产品,把传统的钢铁产业与化工行业协同转化为“钢铁厂+化工厂+发电厂”,是构建具有钢铁流程特色的节能、减排、固碳的能源资源高效利用的绿色产业链的有效路径,也有利于化工行业绿色发展,减少化石能源的消耗。
以年产钢1000万吨的钢焦融合企业为案例,采用“钢焦融合、钢化联产”工艺流程进行分析测算,不含已用于制造化工产品的焦炉和转炉煤气,所生产的乙二醇、天然气、自发电三项叠加每年可减排二氧化碳294万吨/年,加上焦化厂能量网络优化,钢铁流程低温余热分布式利用等,减排二氧化碳可达525万吨/年,即吨钢减排0.525吨二氧化碳。若按常规流程吨钢排放二氧化碳2吨左右计算,减排幅度达26%,具有巨大的减碳潜力。
构建钢焦融合、钢化联产,促进产业链联合减碳模式,需要“四轮驱动”。一是提高发挥钢铁流程功能价值及钢焦融合发展的新认识。钢化联产是一项跨行业、跨领域的新模式,是钢企的能量流替代及革命性变革,钢焦融合,可以将煤炭由“燃料”利用最大程度变为“原料”利用,将副产煤气转化为化工产品,从而实现固碳减排,向“用炭不排碳”的方向发展。二是需要加强顶层设计,支持、引导、鼓励钢铁企业完善工艺,匹配焦化工序,落实产能置换政策及企业重组并购中,推进钢焦深度融合协同发展。三是建立钢焦融合示范工程,引领钢铁行业构建“双碳”新模式。本着“先立后破、先行先试、分类指导、创新驱动”的原则,树立标杆、典型引路,稳步推进钢焦融合发展。四是加大政策扶持,发挥市场作用。允许、鼓励,无焦化工序钢铁企业取得“产能”资源,建设焦化工序。鼓励独立焦化企业在技术与设备改造升级中与钢铁企业融合,优化流程;充分发挥市场作用,通过资本运做,提高碳资源利用率和企业竞争力。