清洁炼钢：向低碳未来过渡

核心观点

钢铁行业是全球温室气体排放的重要贡献者，约占全球总CO2排放量的7-9%。实现钢铁行业脱碳的关键在于从依赖煤焦炭的高炉-转炉（BF-BOF）路线转型到低碳途径，例如基于氢的直接还原铁（DRI）和电炉（EAF）炼钢。

关键数据

• 美国钢铁行业约70-75%的产量来自电弧炉（EAF），高于全球约30%的平均水平。
• 电弧炉炼钢法相比BF-BOF路线，每吨钢的CO2排放量减少20-40%。
• 美国每年生产约800万吨粗钢，是全球最大的钢铁生产国之一。
• 2017年，全球约84%的废钢得到回收，预计到2030年将有约10亿吨废钢可供电弧炉再生利用。
• 国际能源署（IEA）的可持续发展情景要求，到2050年，钢铁生产的排放强度降低60%，废钢将占金属总投入的45%。

研究结论

• 本研究开发了一个低碳钢生产（LCSP）优化模型，旨在支持行业从业者和政策制定者在可持续脱碳的战略规划中发挥作用。
• 该模型考虑了基于天然气和氢的DRI炼铁、废钢-DRI混合排放和杂质水平，以在电弧炉中生产满足产品质量要求的钢材，并确保CO2以最低成本排放。
• 模型结果显示，使用高质量废钢和降低氢气价格可以显著提高清洁氢在钢铁生产中的应用。
• 模型还确定了钢铁生产从基于天然气转向氢气的临界点，为政策制定者提供了制定相关政策的参考。

研究意义

• LCSP模型为钢铁行业利益相关者和政策制定者参与关于脱碳路径、政策及市场条件的有意义讨论奠定了基础。
• 研究结果表明，技术创新和政策支持对于加速钢铁行业的减排至关重要。