我国积极实施应对气候变化国家战略,承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和。钢铁行业、建材行业都是碳排放、碳中和目标实现的重点领域,其中钢铁行业是我国制造业中碳排放量最高的门类,目前钢铁行业正在研究制定碳达峰实施方案,力争率先实现碳达峰,同时将逐步纳入全国碳市场。由生态环境部制定的《碳排放权交易管理办法(试行)》于2021年2月1日起施行,其中规定属于全国碳排放权交易市场覆盖行业、年度温室气体排放量达到2.6万t二氧化碳当量的,应当列入温室气体重点排放单位。
石灰产业是钢铁行业和建材行业的重要支撑产业,同时也是碳排放大户。一方面,冶金石灰作为转炉炼钢的重要熔剂,在现代转炉炼钢过程中发挥着重要的作用,冶金石灰主要用作造渣材料,去除钢水中有害元素P、S。另一方面,石灰生产过程的碳排放既包括能源消耗产生的碳排放,又有原料煅烧分解产生的碳排放。
根据冶金规划院研究测算,平均每生产1t冶金石灰排放1.4tCO2,冶金石灰产业每年碳排放量约1.7亿t。
低碳统领产业高质量发展
1、优化存量装备产能
石灰窑是石灰生产的核心关键装备,直接影响产品质量、能源消耗、环境保护、低碳发展等诸多方面,其技术水平决定着石灰行业的技术水平。“十四五”期间,冶金石灰产业应优化存量装备产能:一是继续加大力度淘汰现有落后或环保不达标的石灰窑;二是建设石灰窑时,统筹考虑投资、运行、产品质量、节能、环保水平等因素,鼓励优先选择回转窑、双膛竖窑、套筒窑及其他技术先进的石灰窑装备;三是规格和数量上,以“大而少”替代“少而多”模式,即提高单窑生产规模(竖窑400t/d以上、回转窑600t/d以上);四是推动石灰窑向大型化(竖窑800t/d以上、回转窑1200t/d以上)、智能化、节能型、环保型、资源综合利用型等方向发展。
2、持续推进超低排放
加大生态环境保护力度、持续推进污染治理改造,是冶金石灰产业实现绿色可持续发展的重要保障。一是加快推进实施环保改造,确保有组织排放达标,同时加强无组织排放管控,加大厂区清洁维护,实施清洁运输,全方位降低污染排放;二是加强环保日常管理,完善固定污染源监测监控系统,建立无组织排放源清单以及无组织排放监控体系;三是完善环境管理机制,健全环保管理机构,完善环保管理制度,强化环保人员专业能力;四是发挥协会、咨询研究机构平台力量,推动辅助国家及地方完善环保相关政策、标准、规范、制度等,组织开展环保诊断达标治理活动,助力冶金石灰产业实现绿色转型。
3、做好降碳及碳管理准备
面对低碳发展课题,作为碳排放大户,冶金石灰产业必须积极行动,提早谋划,在实践中实现低碳转型。一是提升系统能效,做好能源节约。从源头降低能源消耗,加强原料、工艺、产品标准化;推进节能技术改造,推广炉窑保温、余热利用等先进技术;建立健全完善的能源管理机构和制度,加强能源监管,促进能源管理水平稳步提升。二是立足科技进步创新低碳技术。实践表明,石灰窑废气回收提纯CO2可用于生产食品级CO2、干冰,或用作化工原料,以及用于炼钢等,能够有效降低碳排放,将来碳税政策普及时将转化为经济效益;加大研发投入,加强二氧化碳捕集、利用、封存等技术的创新研发,攻克提纯、运行成本等难题,推进市场化应用。三是提升碳管理水平。积极落实国家碳排放及碳交易政策,建立完善碳管理组织架构,培育碳交易人才队伍,为未来进入碳市场做好充足准备。
4、加大技术创新力度
技术创新是产业发展壮大、提升竞争优势的重要来源,也是实现低碳高质量发展的重要抓手。一是工艺装备技术着重提升单窑规模、提高窑炉热利用效率、低热值燃料高产高质、管理操作自动控制等,推动石灰窑向大型化、绿色化、智能化方向发展;二是加强余热利用技术研究与推广,如废气汽轮机/螺杆机余热发电、低温余热有机朗肯循环技术等,进一步提高能源转换利用效率,推动冶金石灰产业更加节能降耗和提质增效;三是做好二氧化碳捕集利用技术研究,鼓励高校、科研院所、企业之间积极开展产学研合作开发,解决高成本运行难题,打造石灰窑CO2捕集利用示范基地;四是依托新一代信息技术,加大力度开发智能化技术,实现石灰生产工艺参数智能分析优化,推动石灰产业向质量变革、效率变革和动力变革迈进。
5、标准化助力产业转型
标准是发展质量的硬约束之一,是引领技术创新发展的标杆和动力,是规范行业秩序、优化发展环境的有效手段。近年来,冶金石灰产业标准化进程加快,但在生产技术、节能低碳、装备、产品等方面的相关标准仍明显不足。生产技术方面,缺乏行业、地方及团体层面的标准;产品方面,相关高附加值冶金辅料及石灰深加工产品品种众多,仅制定了部分相关标准;节能低碳方面,缺乏国家和行业层面的相关标准,仅河北、天津等省市制定节能监测和能耗限额标准。未来随着相关低碳技术研发及投入市场,标准可以加快其推广应用,引导产业进行低碳技术改造升级。“十四五”期间,需要继续发挥标准的引领与规范作用,助力石灰产业更加高质量发展。
在碳达峰、碳中和背景下,未来冶金石灰产业也将成为碳排放交易市场中的一员,无论是钢铁企业内部石灰车间、钢铁集团附属石灰公司,还是独立冶金石灰企业,均面临着严峻的降碳压力和挑战。同时,冶金石灰产业也将迎来发展机遇。“双碳”目标将驱动冶金石灰产业构建更高水平的供需平衡,实现能源结构优化,降低煤炭等一次能源消耗占比,提高能源利用效率;推动技术革命,二氧化碳捕集提纯回收技术将取得突破等,从而为产业注入新动能,激发新活力,增强产业竞争力与影响力。
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