钢铁Iron&SteelISSN0449-749X,CN11-2118/TF《钢铁》网络首发论文题目：基于3060目标的中国钢铁行业二氧化碳减排路径与潜力分析作者：赵紫薇，孔福林，童莉葛，尹少武，解雅茹，王立DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20210465收稿日期：2021-08-11网络首发日期：2021-11-17引用格式：赵紫薇，孔福林，童莉葛，尹少武，解雅茹，王立．基于3060目标的中国钢铁行业二氧化碳减排路径与潜力分析[J/OL]．钢铁.https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20210465网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合《出版管理条例》和《期刊出版管理规定》的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容，只可基于编辑规范进行少量文字的修改。出版确认：纸质期刊编辑部通过与《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司签约，在《中国学术期刊（网络版）》出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为《中国学术期刊（网络版）》是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN2096-4188，CN11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。DOI：10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20210465基于3060目标的中国钢铁行业二氧化碳减排路径与潜力分析赵紫薇1，孔福林1，童莉葛1，2，尹少武1，2，解雅茹3，王立1，2（1.北京科技大学能源与环境工程学院，北京100083；2.北京科技大学冶金工业节能减排北京市重点实验室，北京100083；3.杭州杭氧股份有限公司，浙江杭州310005）摘要：中国钢产量占世界总产量的56.7%，CO2排放占世界钢铁总排放的72.5%，占全国碳排放的15%。为实现“3060”目标，对国内外钢铁行业现状、减碳路径与潜力进行了分析，探讨了短流程、能源结构调整和余能利用对碳减排的贡献度及碳税对减碳的影响。进出口方面，中国2020年钢铁出口量占世界总出口量的12.8%，占中国钢铁产量的4.8%，以满足内需为主，适当增加废钢进口量可减少碳税，同时降低中国对铁矿石的依赖度，提高中国在原材料市场的议价权；当短流程占比提高至30%时，预计每年减碳3.8亿t，对2030年减碳贡献率为2.09%，减少碳税15.2亿美元；采取70%废钢+30%DRI电炉炼钢流程时，可实现碳减排0.7亿t，对2030年的减碳贡献达0.39%，减少28亿美元碳税。实施氧气高炉技术、氢能冶金技术及CCUS技术，可减碳49.55亿t，对2030年减碳贡献率为24.6%，减少碳税1982亿美元。其中，氢能冶炼减碳效果最显著，可减碳42.63亿t，对2030年减碳贡献率为20.79%，减少碳税1705.2亿美元，其次为氧气高炉，可减碳3.42亿t，对2030年减碳贡献率为1.88%，减少碳税136.8亿美元。若高品位余能全部得到有效利用，预计可减碳1.39亿~1.4亿t，对2030年减碳贡献率为0.77%，减少碳税55.84亿美元。当低品位余能利用率从30%提高至50%时，预计减碳0.66亿t，贡献率为0.36%，减少碳税26.4亿美元。为实现“3060”目标，中国钢铁行业短期内可提高短流程覆盖率，同时加速研发氧气高炉、氢能冶炼、储能、余能梯级利用等减碳新技术。关键词：钢铁工业；节能技术；二氧化碳减排；余热回收；短流程；能源供应文献标志码：AAnalysisofCO2emissionreductionpathandpotentialofChina’ssteelindustryunderthe“3060target”ZHAOZi-wei1，KONGFu-lin1，TONGLi-ge1，2，YINShao-wu1，2，XIEYa-ru3，WANGLi1，2（1.SchoolofEnergyandEnvironmentalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2.BeijingKeyLaboratoryofEnergySavingandEmissionReductionforMetallurgicalIndustry，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；3.HangzhouHangyangCo.，Ltd.，Hangzhou310005，Zhejiang，China）Abstract：China’ssteelproductionaccountsfor56.7%oftheworld’stotaloutput，CO2emissionsaccountfor72.5%oftheworld'stotalsteelemissionsand15%ofnationalcarbonemissions.Toachievethetargetof“3060”（toachievepeaklevelsby2030andcarbonneutralityby2060），thispaperanalyzedthecurrentsituationofsteelindustriesathomeandabroad，aswellastheiremissionreductionpathandpotential.Further，itdiscussedtheimpactofshortprocess，energystructureadjustment，wasteenergyutilizationandcarbontaxonemissionreduction.Intermsofimportandexport，China'ssteelexportsin2020accountedfor12.8%oftheworld'stotalexports，whileaccountedfor4.8%ofChina'ssteelproduction，indicatingthatChina’ssteelproductionwasmainlytomeetthedomesticdemand.IncreasingtheamountofscrapsteelimportsappropriatelycanreducetheburdenofcarbontaxandChina’sdependenceonironore，andenhancethecountry’sbargainingpowerintherawmaterialmarket.Whentheproportionofshortprocessrisesto30%，itisexpectedtoreducecarbonemissionsby380milliontonsperyear，contributing2.09%tothe2030targetandreducingUSD1.52billionofcarbontax.WhentheEAF（ElectricArcFurnace）processof70%scrapsteel+30%DRI（DirectReducedIron）isadopted，atotalcarbonreductionof70milliontonscanbeachieved，contributing0.39%to2030targetemissionsreductionandachievingcarbontaxsavingsofUSD2.8billion.Implementationofoxygenblastfurnace，hydrogenmetallurgyandCCUS（CarbonCapture，UtilizationandStorage）technologiescanprojecttoachievecarbonreductionof4.955billiontons，withacontributionrateof24.6%tocarbonreduction基金项目：国家重点研发计划资助项目（2018YFB0606104）作者简介：赵紫薇（1997—），女，硕士生；E-mail：zhaoziwei168@163.com；收稿日期：2021-08-11通讯作者：童莉葛（1972—），女，博士，教授；E-mail：tonglige@me.ustb.edu.cn网络首发时间：2021-11-1714:37:13网络首发地址：https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2118.TF.20211116.1817.010.htmlofyear2030andacarbontaxreductionofUSD198.2billion.Amongthem，hydrogenmetallurgyhasthemostsignificanteffect，whichcantakeaway4.263billiontonsofcarbon，contributing20.79%tocarbonreductionofyear2030andUSD170.52billioncarbontaxreduction.Anditisfollowedbyoxygenblastfurnace，whichcantakeaway342milliontonsofcarbon，contributing1.88%tocarbonreductionofyear2030，andUSD13.68billioncarbontaxreduction.Ifallofthehigh-graderesidualenergyiseffectivelyutilized，139-140milliontonsofcarbonreductionispredictedtobeachieved，makingacontributionof0.77%tocarbonreductiontoyear2030andUSD5.584billionlessofcarbontax.Whentheutilizationrateoflow-graderesidualenergygrowsfrom30%to50%，66milliontonsofcarbonreductionispredicttobeachieved，makingacontributionof0.36%tocarbonreductiontoyear2030andUSD2.64billionlessofcarbontax.Therefore，tobetterrealizethegoalof“3060”，China’ssteelindustrycanimprovethecoverageofshortprocessintheshortterm，whileacceleratingtheR&Dofnewcarbonreductiontechnologiessuchasoxygenblastfurnace，hydrogenmetallurgy，energystorage，andcascadeutilizationofresidualenergy.Keywords：ironandsteelindustry；energysavingtechnology；CO2emissionreduction；wasteheatrecovery；shortprocess；energysupply钢铁行业作为中国的支柱产业之一，产能巨大，2020年中国粗钢产量就已达到10.65亿t，钢材产量达到13.25亿t，人均粗钢产量在2019年就已达到712.18kg，钢铁行业在持续发展的同时也面临着许多问题：一是能源资源的压力，钢铁行业仍以煤炭为主，但中国的煤炭储量有限，根据前瞻产业研究院给出的相关数据，2019年美国的煤炭储产比达390年，俄罗斯为369年，中国仅为37年[1]；二是环境方面的压力，煤炭的过度开采会造成土地沉陷、水资源破坏等，中国2020年的土地沉陷面积就达到了750km2[2]，在2020年的统计数据中，工业总电耗为50297亿kW·h，占全国总电耗比例为66.96%[3]，工业碳排放每年占比也高达70%[4]；三是经济方面的压力，中国作为发展中国家，基础建设快速发展阶段仍需要钢铁的支撑，钢铁行业钢材总产值对国家GDP贡献最大点出现在2011年，为11%，此后逐年下降，基本稳定在5%左右[5]，另外，随着碳交易的进一步成熟，国际碳汇指数为每吨15~20元，2020年中国钢铁企业CO2排放量占全国总排放量的15%，碳税会进一步加剧钢铁企业的经济困境；四是国际社会方面的压力，中国的钢铁产品在出口贸易的过程中往往会遭受反倾销的压力，高额的反倾销税往往会阻碍出口贸易的发展。随着科技的迅速发展，国际社会越来越关注能源与环境问题。哥本哈根会议对各个国家都提出了碳减排要求，国际舆论环境使各个国家对碳排放的关注度越来越高，作为碳排放总量位于世界第一、人均碳排放第六的国家，中国面临巨大的节能减排压力。2020年9月，中国提出了3060目标，即中国的二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，钢铁行业面临很多挑战。1国内外钢铁行业现状1.1国内外钢铁生产与利用现状中国粗钢产量常年位于世界第一，全球占比超过了50%，近20年来中国粗钢产量从2001年的1.51亿t增长到2020年的10.65亿t。如图1所示，2020年中国粗钢产量占世界总粗钢产量的56.7%，前8个主要钢铁大国粗钢产量占世界总产量约87.02%[6]。钢铁主要生产国的粗钢产量[6]、人均产量[7]、达峰时间以及达峰年钢产量[8]统计见表1，相较于2019年，大部分实现碳达峰的国家均减少了粗钢产量。其他国家12.98%土耳其1.91%韩国3.57%俄罗斯3.81%美国3.87%日本4.43%印度5.34%欧盟（28国）7.39%中国56.7%中国欧盟（28国）印度日本美国俄罗斯韩国土耳其其他国家图12020年世界各国粗钢产量情况汇总Fig.1Summaryofcrudesteeloutputforallcountriesinworldin2020表1世界主要钢铁生产国粗钢产量、人均产量、达峰时间及达峰钢产量Table1Crudesteeloutput，percapitaoutput，peaktimeandpeaksteeloutputofmajorsteelproducingcountriesinworld国家及地区粗钢产量/百万t人均产量/（t·人-1）达峰时间及峰量2020年2019年2020年时间达峰年产量/百万t中国1064.8995.40.75未达峰—欧盟（28国）138.8159.40.271990191.82印度100.3111.40.073未达峰—日本83.299.30.662013110.6美国72.787.80.22200798.1俄罗斯71.671.70.501990154.42韩国67.171.41.30201872.5土耳其35.833.70.42未达峰—钢铁的生产流程主要以烧结、焦化、炼铁、炼钢、热轧、冷轧为主，炼钢流程包括动力源为煤炭的转炉炼钢以及电炉冶炼，电炉冶炼以电能为动力源，具有污染小、热效率高、冶炼质量高的优点。如图2所示[3]，2020年中国电炉钢产量为9600万t，占粗钢总产量的9.02%。世界其他主要产钢国的电炉钢占比远高于中国，国外电炉钢产量占比约44%，美国电炉钢的比例达到了70%。20002005201020152020020000400006000080000100000120000电炉钢产量粗钢产量电炉钢占粗钢产量百分比年份(年)电炉钢产量(万吨)05101520电炉钢占粗钢产量百分比(%)a)2000-2020年我国电炉钢、粗钢产量及电炉钢占比中国欧盟印度日本美国俄罗斯韩国土耳其--02004006008001000转炉电炉电炉钢占比国家产量（百万吨）10203040506070电炉钢占比(%)b)世界主要钢产国转炉钢、电炉钢产量及占比图2转炉钢、电炉钢产量及占比汇总Fig.2Summaryofoutputandproportionforconvertersteelandelectricfurnacesteel1.2全球钢铁贸易现状2020年中国生产总值101.6万亿元，钢铁行业对GDP贡献度达5%以上。2019—2020年[6，9]钢铁主要生产国的钢铁进出口情况见表2，中国2020年钢铁出口量占世界总出口量的12.8%，占中国钢铁产量的4.8%，这说明中国钢产量以满足内需为主。表22019—2020年世界钢铁主要生产国进出口情况Table2Importsandexportsofmajorironandsteelproducingcountriesin2019—2020百万t国家及地区2019年2020年出口量进口量净出口量出口量进口量净出口量中国63.815.548.351.437.913.5欧盟（28国）27.840.2-12.422.632.6-10印度13.48.94.517.19.37.8日本33.17.825.329.88.321.5美国7.327.1-19.86.319.9-13.6俄罗斯29.523.75.831.55.126.4韩国29.916.413.527.611.516.1土耳其19.712.47.318.512.56总和224.515272.5204.8137.167.7如图3所示，中国的钢铁贸易在2001年倾向于进口，2006年后出口量超过进口量，同年，钢铁净出口额变为正数，钢铁贸易走向盈利阶段。但同样需要注意的是，钢铁贸易利润的另外一个关键点在于贸易价格，出口量的提升并不意味着出口额的提升。20002002200420062008201020122014201620182020-4000-2000020004000600080001000012000进出口量（万吨）年份(年)进口量出口量净出口量a)2001年-2020年中国钢铁进出口量20002002200420062008201020122014201620182020-20000-1000001000020000300004000050000600007000080000金额（百万美元）年份(年)进口额出口额净出口额b)2001年-2019年中国钢铁进出口金额图3中国钢铁进出口变化情况Fig.3ChangesinChina'ssteelimportsandexports碳税是另一个需要考虑的经济因素。截至2020年6月，由于英国2013年征收碳税后减碳效果显著，已有超过30个国家地区实施了碳税征收政策[10]。目前碳税的价格区间为1美元/tCO2e（二氧化碳当量）到120美元/tCO2e，大部分地区碳税远低于《巴黎协定》给出的40~80美元/tCO2e，仅3.76%地区位于该区间[11]。部分国家的碳税价格见表3[12]。表3部分国家碳税征收情况Table3Carbontaxcollectioninsomecountries国家碳税/（美元·t-1）起始征收年芬兰58~681990瑞典1191991爱尔兰282010日本32012法国492014智利52017按照《巴黎协定》规定的最低碳价格40美元/tCO2e进行碳税征收，出口利润、碳税及市场成本浮动效果如图4所示，保持出口会产生额外碳税，减少甚至停止出口会造成国际市场钢材量减少，从而导致钢材价格上涨，供需关系的改变会导致处于上游的原材料价格有所浮动，增加生产成本，Q1=Q2+Q3为临界状态，即当Q1>（Q2+Q3）时应增加出口，反之应减小出口；废钢进口会在减少碳税的同时增加成本，Q1=Q2+Q4+Q5为临界状态。此外，废钢进口除了降低碳税，还可以降低钢铁生产对铁矿石的依赖，从而提高中国在钢铁原材料市场的议价权竞争力。-40-20020406080Q4Q5Q2Q1Q3Q2利润（亿美元）废钢进口20%钢材市场浮动提高成本废钢进口20%碳税减少碳税出口利润停止出口后钢材市场浮动提高成本碳税出口利润进口废钢停止出口Q1图4进口与不进口废钢的利润对比Fig.4Comparisonofprofitsbetweenimportwithwithoutimportofsteelscrap1.3钢铁生产大国碳排放现状2006年，由世界银行首席经济师、英国经济学家尼古拉斯·斯特恩调研主持发布的《斯特恩报告》，指出了温室效应对全球经济发展的严重影响，报告预估温室效应对全球GDP的负面影响为5%~20%[10]，2015年通过的《巴黎协定》更是进一步强调了减排的必要性。人均二氧化碳排放量与人均GDP呈现单调递增关系且呈现单向因果关系[13]，减碳已成必然趋势。截至2021年，全球已实现碳达峰的国家有54个，美国、德国、日本等已经实现了碳达峰的目标。根据网站GlobalCarbonAtlas公开的碳排放数据，结合相应国家的GDP，可以获得各国单位GDP增长情况下的碳排放数据，2019年钢铁生产大国单位GDP碳排放、人均GDP及人均碳排放情况见表4[14-15]。已经完成碳达峰的国家，在实现碳达峰后经济增长趋势放缓，但总体呈现增长趋势，可见虽然减少碳排放会造成生产成本的增加，但并不会造成GDP的倒退，减少碳排放对经济发展起到的负面作用是在国家承受范围内的，且减排对国家乃至世界的影响是深远的。表42019年钢铁生产大国单位GDP碳排放、人均GDP及人均碳排放情况Table4SituationofperunitGDP，percapitaGDPandpercapitacarbonemissionsformajorsteelproducingcountriesin2019国家单位GDP碳排放/（t·万亿美元-1）人均GDP/（万美元·人-1）人均碳排放/（t·亿人-1）碳排放总和/t美国246.62×1066.531611.28×1065285×106韩国370.3×1063.191181.82×106611×106俄罗斯987.06×1061.181165.28×1061678×106日本217.91×1064.03878.57×1061107×106中国712.54×1061.01721.59×10610175×106欧盟（28国）178.29×1063.59639.46×1063290×106土耳其531.9×1060.91485.61405×106印度911.5×1060.21191.512616×106从表4可以看出，中国的人均碳排放与已实现碳达峰的国家相差不大，在钢铁主要生产国中排名第5，但考虑到中国人口基数大，人均GDP与发达国家之间仍存在较大差距，会导致中国的单位GDP碳排放仅次于俄罗斯，远高于其他发达国家。此外，从碳排放总和数据可以发现，中国的年碳排放量远超其他各国，这也为中国碳中和带来了巨大压力。2中国钢铁工业减碳路径及贡献分析2020年中国的CO2排放量为102.51亿t，国内生产总值为1015986.2亿元人民币，在恒定的能源利用效率下，按照2020年单位国内生产总值CO2排放量和2015—2020年中国平均GDP增长速度5.88%计算，中国在2030年CO2排放量将达到181.51亿t。根据单位国内生产总值CO2减排率，相比2020年，2030年CO2减排贡献率应为∅2030=𝑅2030×𝐺2020𝐸2020×𝐺2020×（1+𝜆）10（1）式中：Φ2030为相比2020年，2030年单位国内生产总值CO2减排贡献率；R2030为相比2020年，2030年CO2减排量；G2020为2020年GDP，取1015986.2亿元；λ为2015—2020年国内生产总值平均增长率，取5.88%。根据上述依据，本文主要对减碳路径中各项技术的碳减排贡献进行分析。通过对普遍使用的钢铁企业长流程工艺的碳排放进行分析具体（表5）[16]，可以观察到吨钢碳排放比例最高的高炉炼铁工序达到了60%以上，这也说明实现碳减排需首先解决高炉的高碳排放问题，针对高炉常用的减碳手段是使用短流程替代长流程工序，或推广氧气高炉与氢能冶炼，对于其他工序的减碳可采用余热余能利用手段，这部分会在2.3节加以详细阐述。因此，本文主要从推广短流程、改变能源比例（氧气高炉、氢能冶炼、CCUS）以及余热余能利用3个方面对减碳潜力进行分析。表5钢铁企业高炉-转炉长流程各工序碳排放情况Table5CarbonemissionsofBF-BOFlongprocessinironandsteelenterprises工序工序吨钢碳排放/t比例/%焦化0.196.125烧结0.2658.543球团0.0341.096炼铁2.07967.021转炉0.2889.284轧钢0.2467.9312.1降低长流程比例，推广短流程钢铁生产流程以长流程与短流程为主。中国钢铁生产流程中，高炉-转炉长流程（BF-BOF）炼钢占比约90%[17-21]，这决定了中国钢铁企业用能是以煤炭为主，能源结构中煤炭占比82%[22]。短流程吨钢能耗与吨钢碳排放相较于长流程会大幅度减小。短流程冶炼包括电炉冶炼废钢与非高炉炼铁短流程，长流程与电炉短流程的情况对比见表6[23]。表6长流程与短流程炼钢指标对比Table6Comparisonofsteelmakingindexesbetweenlongprocessandshortprocess类别高炉-转炉长流程电炉短流程劳动生产率/（t·a-1·人-1）600~8001000~3000建设周期/a20.6原料到钢水能耗（标准煤）/t15.89.48吨钢二氧化碳排放/kg2200500从表5中可以看出，电炉短流程相较于长流程，能够实现40%的减能耗目标，降低碳排放幅度可达到77.3%，建设周期较短，可大幅提升劳动生产率指标。国家工信部明确要求2025年中国钢铁企业炼钢废钢比不低于30%，这也为短流程的推广提供了政策上的支持。国际废钢贸易是中国实现短流程的基础。中国的钢铁贸易主要集中于铁矿石市场，基本未参与国际废钢贸易，市场份额不足2%[24]。一方面，短流程的推广有助于降低中国对铁矿石的依赖度，进而推动铁矿石价格的下降；另一方面，积极参与废钢贸易有助于缓解中国的反倾销与去产能压力。中国进口大量废钢，会造成钢铁市场的贸易缺口，推动钢材价格上升，也有利于中国进一步出口，提高中国在国际钢铁市场的竞争力。随着全球电炉产能增加近3000万t，废钢的供应处于趋紧状态。2021年，中国的再生钢铁原料将放开政策，废钢进口全面放开，废钢市场会进一步出现供不应求的状况，中国的国内废钢价格一般维持在3000~3500元/t，国际废钢出口价格与国内持平，2020年末甚至出现国际价格高于国内价格的情况，因此，为了弥补国内推广短流程造成的废钢缺口，中国应积极参与国际废钢贸易。根据当前形势，留给中国操作的时间很紧迫。参考表5，若2030年中国电炉短流程覆盖率达到30%，吨钢二氧化碳排放量减少1700kg，且2030年粗钢产量与2020年相同，均为106476.7万t，与2020年中国电炉钢占比9.02%相比，通过式（1）的计算，可实现减排3.8亿t，对2030年的减排率贡献可达2.09%。∅2030=𝑅2030×𝐺2020𝐸2020×𝐺2020×（1+𝜆）10=3.8×1015986.2102.51×1015986.2×(1+5.88%)10=2.09%在经济上，减排碳量按照40美元/tCO2e国际标准进行估算，可实现152亿美元的碳税节约，约合0.17亿t钢材出口金额。非高炉炼铁短流程通过将直接还原和熔融还原获得的海绵铁与废钢一起或代替废钢进入电炉冶炼，即废钢/海绵铁（DRI）-电炉流程。该流程相较于传统的BF-BOF流程可实现吨钢二氧化碳排放减少0.59t。目前，中国非高炉炼铁比例接近于零，当采用70%废钢+30%DRI的电炉炼钢流程时，可实现降低吨钢能耗50%，CO2排放量30%[25]，计算可得吨钢碳减排量为660kg，可实现碳总减排0.7亿t，对2030年的减排贡献达0.39%，可实现28亿美元的碳税节约。2.2调整钢铁能源比例结构中国钢铁行业能源结构以火力发电为主，如图5所示，2019年全国总发电量为75034.28亿kW·h，火力发电占比69.57%，水力发电占比17.38%，风力等其他发电占比13.05%。200020022004200620082010201220142016201801000020000300004000050000600007000080000发电量（亿千瓦时）年份其他风力火力水力图52000—2019年中国发电比例情况Fig.5ProportionofpowergenerationinChinafrom2000to2019图6（a）所示为中国黑色金属冶炼及压延加工业领域中的煤炭、焦炭、电力使用情况及占比，根据图6（a）的相关数据与国家统计局给出的采选过程中能耗量，绘制不同类别的碳排放情况如图6（b）所示。200220042006200820102012201420162018010000200003000040000500006000070000黑色金属冶炼及压延加工业能源消耗量（万吨标准煤）年份(年)电力焦炭煤炭天然气a)各类能源使用状况及占比2002200420062008201020122014201620180300006000090000120000150000180000210000黑色金属行业各类碳排放量（万吨）年份(年)矿物采选碳排放电能碳排放焦炭碳排放煤炭碳排放天然气碳排放b)各类能源及开采过程碳排放图62001—2018年黑色金属行业各类能源使用状况、碳排放状况及占比Fig.6Energyuse，carbonemissionsandproportionofferrousmetalindustryfrom2001to2018一方面，中国与发达国家能源结构存在差异。在全球分区域可再生能源发电比例中，相比于欧洲、南美洲等发达地区，亚太地区清洁能源使用比例较低，2018年中国非化石能源装机比例为40%[26]，基础工业领域尤其是钢铁领域能源密集度与碳排放相对较高[27]，这都会为中国碳达峰、碳中和造成压力。目前，钢铁行业较为主流的减碳手段包括氧气高炉、氢能冶炼、CCUS等，当2030年钢铁生产与2020年保持一致且国际碳税为40美元/tCO2e时，减碳效果见表7。表7节能技术及减排效果Table7Energysavingtechnologyandemissionreductioneffect方法应用背景减排效果氧气高炉（1）新型无氮气高炉技术，与普通高炉相比，节碳24%，降低CO2排放26%，与CCS技术结合减排可达到50%以上[28]，考虑到氧气高炉氧气制取需要产生碳排放，实际减排率为23.64%左右[29]氧气高炉覆盖率达到10%，可实现CO2减排0.35亿t，对2030年减排贡献0.19%，碳税节约14亿美元（2）炉顶煤气循环氧气高炉，相较传统高炉，CO2净排放可降低32.9%~40.4%[30]；传统高炉CO2排放为822.5kg/t（粗钢）[31]碳排放降低35%时，CO2减排3.07亿t，对2030年减排贡献率达1.69%，节约碳税122.8亿美元氢能冶炼（1）高炉喷吹废塑料技术，每喷吹1t废塑料相当于1.2t煤粉，可实现减排0.28tCO2[32]CO2减排3.11亿t，对2030年减排贡献率达1.71%，节约碳税124.4亿美元（2）高炉喷吹氢气，喷吹氢气量100m³/t（铁）时，可产生节碳14.08kg/t（铁）的效果，最终减排CO2为51.7kg/t（铁）[33]喷吹氢气量100m³/t（铁）时，CO2减排0.46亿t，对2030年减排贡献率达0.25%，节约碳税18.4亿美元（3）高炉富氧喷吹焦炉煤气，国际先进水平喷煤比180~200kg/t，每增加50m³焦炉煤气喷吹量可实现工序CO2排放量减少5%[31]喷煤比为200kg/t、焦炉煤气密度为0.5kg/m³时，CO2减排3.55亿t，对2030年减排贡献率达1.96%，节约碳税142亿美元（4）氢气直接还原：①以MIDREX法为例，配合电炉使用的MIDREX工艺相较于高炉转炉工艺可减碳50%[35]②日本COURSE50项目计划在2030年建立新的高炉炼铁①CO2减排11.71亿t，对2030年减排贡献率达6.45%，节约碳税468.4亿美元②该计划可实现CO2减排7.03亿工艺流程以减少炼铁工艺30%CO2排放量，并在2050年实现工业化[36]③瑞典HYBRIT法可使吨粗钢的化石二氧化碳排放量由1600kg降低至25kg[37]t，对2030年减排贡献率达1.18%，节约碳税281.2亿美元③该计划可实现CO2减排16.77亿t，对2030年减排贡献率达9.24%，节约碳税670.8亿美元碳捕获、利用与封存技术（carboncapture，utilizationandstorage，CCUS）（1）某集团初步具备实施CCUS可能性的设备仅为60%[38]（2）国际能源署规定捕集率45%~55%，考虑到CCUS碳封存场地的困难，实现CCUS的设备粗略按20%计算CO2减排3.5亿t，对2030年减排贡献可达1.93%，节约碳税140亿美元2.3降低工序能耗，提高余热余能利用技术在钢铁生产流程中实现节能减排，除了降低各项工序的能耗之外，提高余能利用比例也非常重要，对于余能利用主要考虑成熟技术推广以及新技术研发。2020年中国重点钢铁工业吨钢综合能耗较2005年降低了195.78kgce，降幅26.42%，吨钢可比能耗下降229.13kgce，降幅32.09%。2005—2020年吨钢综合能耗呈现逐年下降趋势，但下降的趋势比较缓慢，这说明了钢铁企业节能空间越来越小，节能的难度在加大。图7所示为生产流程中的各项工序能耗比例，在中国钢铁企业各个工序能耗中，炼铁工序所占的比例最大，2006—2020年占比54%~59%，炼铁、焦化、烧结工序的总能耗占比由2005年的62.67%上升到2020年的81.74%，降低炼铁、焦化、烧结工序的能耗是降低吨钢综合能耗和钢铁企业的总能耗以及缩小中国钢铁冶金水平与世界先进水平之间差距的关键。200620082010201220142016201820200100200300400500600700800能耗（kgce）年份吨钢综合能耗吨钢可比能耗a)2005年-2020年吨钢综合能耗与吨钢可比能耗变化情况20062008201020122014201620182020-10001002003004005006007008009001000吨钢能耗（kgce）年份轧钢电炉转炉炼铁焦化球团烧结b)2005年-2020年各项工序吨钢能耗变化情况图72005—2020年吨钢能耗和各工序能耗Fig.7Energyconsumptionforpertonofsteelandeachprocessfrom2005to2020降低工序能耗的方法主要有4种：一是采用清洁高效能源，从源头上实现降耗减；二是在生产过程中回收利用余热，实现能源的二次利用；三是燃料实现高效燃烧；四是改进生产设备。在本节中，将主要阐述余热回收对降耗减排的影响。钢铁企业生产过程中会有大量的余热资源产生，吨钢产生的余热资源量约占消耗煤炭资源量的52%[39]，大型钢铁联合企业的余热资源占全部生产能耗的60％[40]，中国钢铁企业余热资源的分布如图8所示，烧结与炼铁工序的余热余能占比63%，回收率仅为17.25%和10.36%，而余热余能占比仅有14%和11%的转炉与热轧工序的收回率分别为51.11%和43.22%，总体上各个工序的余热余能回收的发展空间依然非常可观。中国钢铁工业每生产1t钢所产生余热约为8.4GJ，相当于287kgce，目前回收利用率仅为25.8%，而国际先进钢铁企业余热资源的回收利用率已经超过50%[41]，日本新日铁公司的余热蒸汽回收率已达到92%以上[42]。中国钢铁工业余热回收利用空间非常大，以2020年10.53亿t粗钢产量为例，如果中国钢铁工业余热回收水平达到国际先进水平，按照50%回收利用率水平计算，余热回收量相当于0.73亿t标准煤，因此，提高余热回收利用技术十分重要。余热回收在各个工序中的应用见表8[43]。炼焦烧结炼铁转炉热轧051015202530354045余热余能回收与未回收部分占比（%）未回收占比回收率图8中国钢铁企业余热资源的分布Fig.8DistributionofwasteheatforChina’sironandsteelenterprises表8余热回收在各工序中的应用Table8Applicationofwasteheatrecoveryineachprocess工序回收技术焦化干熄焦技术（CDQ）、炼焦煤调湿技术、焦炉煤气上升管余热回收等烧结烟气余热回收、烧结矿显热回收技术球团球团矿显热回收炼铁高炉炉顶煤气余压发电（TRT）、高炉煤气脱除CO2循环利用技术转炉转炉煤气回收、转炉蒸汽回收、炉渣显热回收电炉废气余热回收、炉渣显热回收轧钢加热炉蓄热式燃烧技术、钢坯热送热装技术蒸汽系统是钢铁企业能源系统的重要组成部分，在钢铁的生产过程中，产生蒸汽的主要工序为炼铁、焦化、烧结和转炉工序，但余热蒸汽的利用技术存在实施上的困难，目前应用较广的余热回收技术为炼铁工序中的高炉渣显热回收[44]、TRT余压发电技术，焦化工序中的CDQ技术，烧结工序中的烧结矿显热回收技术和应用在空分工序中的分子筛纯化器蒸汽加热技术等。随着钢铁企业规模逐渐增大，粗钢产能过剩，推广余热利用技术并提高余热利用率，不仅可以实现节能减排，还有助于提高企业的经济效益。假设2030年各项钢铁产品产量不变，且碳税价格为40美元/tCO2e，几种余热回收技术节能效益对比见表9。表9几种余热回收技术对2030年减排贡献对比Table9Comparisonofcarbonreductioncontributionforseveralwasteheatrecoverytechnologies技术应用背景减排效益前提节能（标准煤）/万tCO2减排/万tCO2减排率/%节约碳税/冶金渣余热回收技术（1）高炉渣显热回收，对于60%~66%品味的炉料，每产出1t生铁可产生副产品高炉渣250~300kg[45]，按60%的回收率统计，1t业态渣水淬时散失热量合54.59~61.42kg标准煤[46]炉渣的回收率100%121~163346~4150.019~0.0231.384~1.66（2）钢渣余热回收，钢渣有压余热发电整合有压热闷蒸汽可实现钢渣量按2018年5.12~8.5414.64~24.420.0008~0.00130.06~0.098吨钢渣发电3~5kW·h[47]1.39亿t预估[44]CDQ技术每吨焦可对炼焦工序吨焦节能40kgce，吨钢能耗降低15kgce，CDQ产生的蒸汽用于发电，每吨红焦可发电100kW·h，减碳100kg[48]干熄焦技术产生蒸汽全部用于发电87.53105300.5842.12烧结矿显热回收技术回收每吨烧结矿产生的烟气余热发电量为28kW·h[49]，折合11.2kg标准煤[50]，减碳量约为14kg[51]烧结矿显热全部回收并发电124215530.0866.212分子筛纯化器蒸汽加热技术使用1.0MPa、230℃的蒸汽将氮气从34.6℃加热到150℃，消耗蒸汽量3355kg/h[52]，使用蒸汽加热代替电加热，可节省2217kW·h电能，相当于272.47kg/h标准煤吨钢耗氧量120m3/t，所有空分装备用蒸汽加热52.86144.60.0080.5784TRT技术中国TRT生铁发电量为30kW·h/t，国际发达水平的生铁发电量可以达到40kW·h/t[53]TRT普及率100%10651331.680.0735.327表7所示的余能利用技术为高品位余能的充分利用奠定了基础，然而生产流程中还会造成一定量的低品位余能的浪费，低品位余能在利用上多以工业余热制冷技术为主，以余热为热源，利用吸收式制冷技术实现利用。钢铁行业中低品位余热在炼铁流程中约占余热总量的49%，炼钢占18%，炼焦、烧结、轧制则分别占10%，按照2020年粗钢产量进行估算，2030年低品位余能相当于4.96亿t标准煤。目前，低品位余热的利用不足30%，若利用率达到50%，即可实现节能0.992亿t标准煤，相当于减排CO2约0.66亿t，贡献率为0.36%。如果按照国际碳税价格40美元/tCO2e预估，效益可达26.4亿美元，因此，能源梯级利用技术以及储能技术是钢铁行业余热余能利用的必然选择，该技术的研发具有非常好的应用前景。将各类技术的碳减排贡献率与节约碳税量进行汇总，结果如图9所示。A1A2B1B2B3C1C2--048121620贡献度减少碳税工艺贡献度(%)A1:推广短流程A2:推广废钢/海绵铁—电炉流程B1:氧气高炉B2:氢能冶炼B3:CCUSC1：高品位余热利用C2：低品位余热利用050010001500减少碳税(亿美元)图9各项技术碳减排贡献率及节约碳税汇总Fig.9Summaryofcarbonemissionreductioncontributionrateandcarbontaxsavingsofvarioustechnologies3结论（1）随着国际社会越来越重视碳排放问题，碳税政策也被各国引进以限制碳排放量，中国作为钢铁及钢铁产品出口量最大的国家，减少中国出口份额会对国际钢材市场的价格造成影响，中国应扩大废钢进口规模。（2）钢铁行业降低碳排放主要有扩大短流程规模、改变生产能源结构（氧气高炉、氢能利用、CCUS）以及余热余能利用（高品位余能利用、低品位余能利用），其中，改变生产能源结构中的氢能利用具有最大的减碳潜力，可实现减碳42.63亿t，对2030年减碳贡献20.79%，减少碳税1705.2亿美元，其次是扩大短流程规模，预计可实现减碳4.5亿t，对2030年减碳贡献2.48%，可实现减少碳税180亿美元。未来的钢铁行业减碳推荐以氢能冶炼和扩大短流程规模为主要研究方向，以氧气高炉、CCUS和余热利用为辅。（3）碳税政策的引入有助于倒逼如储能、能源梯级利用等新技术的研发进程，以便于更快速的实现碳达峰、碳中和。参考文献：[1]前瞻产业研究院.2020年全球煤炭行业储量现状分析中国储产比远远低于其他国家[EB/OL].[2021-08-16].https：//bg.qianzhan.com/report/detail/300/201223-02d6b396.html.（ProspectiveIndustryResearchInstitute.Analysisofthecurrentstatusoftheglobalcoalindustryreservesin2020China'sreserve-to-productionratioisfarlowerthanothercountries[EB/OL].[2021-08-16].https：//bg.qianzhan.com/report/detail/300/201223-02d6b396.html.）[2]杨方亮，许红娜."十四五"煤炭行业生态环境保护与资源综合利用发展路径分析[J].中国煤炭，2021，47（5）：73.（YANGFang-liang，XUHong-na.Analysisonthedevelopmentpathofecologicalenvironmentprotectionandresourcescomprehensiveutilizationincoalindustryduringthe14thFive-YearPlanperiod[J].ChinaCoal，2021，47（5）：73.）[3]国家能源局.国家能源局发布2020年全国电力工业统计数据[EB/OL].[2021-08-16].http：//www.nea.gov.cn/2021-01/20/c_139683739.htm.（NationalEnergyBoard.NationalEnergyAdministrationreleases2020nationalpowerindustrystatistics[EB/OL].[2021-08-16].http：//www.nea.gov.cn/2021-01/20/c_139683739.htm.）[4]赵卫东.对十四五工业绿色发展的思考和建议[EB/OL].[2021-08-16].https：//max.book118.com/html/2021/0322/5321042311003201.shtm.（ZHAOWei-dong.Thoughtsandsuggestionsonthegreendevelopmentofindustryinthe14thFive-YearPlan[EB/OL].[2021-08-16].https：//max.book118.com/html/2021/0322/5321042311003201.shtm.）[5]樊增增.我国钢铁行业发展现状及对GDP的推动作用——基于Var模型的实证研究[J].现代商贸工业，2015，36（5）：9.（FANZeng-zeng.Thestatusquoofthedevelopmentofmycountry'sironandsteelindustryanditsroleinpromotingGDP—AnempiricalstudybasedontheVARmodel[J].ModernTradeIndustry，2015，36（5）：9.）[6]世界钢铁协会.2021年世界钢铁统计数据[EB/OL].[2021-08-16].https：//www.worldsteel.org/zh/steel-by-topic/statistics/about-our-statistics.html.（WorldSteelAssociation.Worldsteelstatistics2021[EB/OL].[2021-08-16].https：//www.worldsteel.org/zh/steel-by-topic/statistics/about-our-statistics.html.）[7]世界银行.世界发展指标总人口统计[EB/OL].[2021-08-17].https：//databank.shihang.org/indicator/SP.POP.TOTL/1ff4a498/Popular-Indicators.（WorldBank.Worlddevelopmentindicatorstotaldemographics[EB/OL].[2021-08-17].https：//databank.shihang.org/indicator/SP.POP.TOTL/1ff4a498/Popular-Indicators.）[8]TheWorldResourcesInstitute.Turningpoints：Trendsincountries’reachingpeakgreenhousegasemissionsovertime[EB/OL].[2021-08-17].https：//www.wri.org/research/turning-points-trends-countries-reaching-peak-greenhouse-gas-emissions-over-time.[9]世界钢铁协会.2020年世界钢铁统计数据[EB/OL].[2021-08-17].https：//www.worldsteel.org/zh/steel-by-topic/statistics/about-our-statistics.html.（WorldSteelAssociation.Worldsteelstatistics2021[EB/OL].[2021-08-17].https：//www.worldsteel.org/zh/steel-by-topic/statistics/about-our-statistics.html.）[10]刘戈.碳达峰碳中和：碳税，减排不得不上的手段[N].中国经营报，2021-06-19.（LIUGe.Carbonpeakcarbonneutrality：Carbontax，ameanstoreduceemissions[N].ChinaBusinessNetwork，2021-06-19.）[11]王晓菁.2021年碳定价机制发展现状及未来趋势[N].中国财经报，2021-06-08.（WANGXiao-jing.Developmentstatusandfuturetrendsofcarbonpricingmechanismin2021[N].ChinaFinanceNews，2021-06-08.）[12]葛杨.碳税制度的国际实践及启示[J].金融纵横，2021（4）：48.（GEYang.Internationalpracticeandenlightenmentofthecarbontaxsystem[J].FinancialPerspectivesJournal，2021（4）：48.）[13]景骆.二氧化碳排放量与我国GDP增长关系的实证研究[J].郑州航空工业管理学院学报，2010，28（5）：24.（JINGLuo.Anempiricalstudyontherelationshipbetweencarbondioxideemissionsandmycountry'sGDPgrowth[J].JournalofZhengzhouInstituteofAeronauticalIndustryManagement，2010，28（5）：24.）[14]UnitedNations.Jointunitstatisticsdivisiondatabase[EB/OL].[2021-08-17].https：//unstats.un.org/unsd/snaama/Basic.[15]全球碳图集.全球碳图集[EB/OL].[2021-09-01].http：//www.globalcarbonatlas.org/en/CO2-emissions.（GlobalCarbonatlas.Globalcarbonatlas[EB/OL].[2021-08-17].http：//www.globalcarbonatlas.org/en/CO2-emissions.）[16]那洪明，何剑飞，袁喻兴，等.钢铁企业不同生产流程碳排放解析[C]//第十届全国能源与热工学术年会论文集.杭州：2019.（NAHong-ming，HEJian-fei，YUANYu-xing，etal.Analysisofcarbonemissionsindifferentproductionprocessesofironandsteelenterprises[C]//Proceedingsofthe10thNationalEnergyandThermalEngineeringAnnualConference.Hangzhou：2019.）[17]李寅蛟，徐文青，朱廷钰，等.典型钢铁企业高炉-转炉炼钢流程CO2排放分析[C]//中国化学会第28届学术年会论文集.成都：2012.（LIYan-jiao，XUWen-qing，ZHUTing-yu，etal.AnalysisofCO2emissionsfromblastfurnace-convertersteelmakingprocessintypicalironandsteelenterprises[C]//Proceedingsofthe28thAnnualConferenceoftheChineseChemicalSociety.Chengdu.2012.）[18]上官方钦，郦秀萍，周继程，等.中国废钢资源发展战略研究[J].钢铁，2020，55(6)：8.（SHANGGUANFang-qin，LIXiu-ping，ZHOUJi-cheng，etal.StrategicresearchondevelopmentofsteelscrapresourcesinChina[J].IronandSteel，2020，55(6)：8.）[19]上官方钦，殷瑞钰，李煜，等.论中国发展全废钢电炉流程的战略意义[J].钢铁，2021，56(8)：86.（SHANGGUANFang-qin，YINRui-yu，LIYu，etal.DissussiononstrategicsignificanceofdevelopingfullscrapEAFprocessinChina[J].IronandSteel，2021，56(8)：86.）[20]段卫平，杨树峰，李京社，等.中国现代电弧炉炼钢废钢快速熔化技术进展[J].中国冶金，2021，31(9)：78.（DUANWei-ping，YANGShu-feng，LIJing-she，etal.DevelopmentofrapidmeltingtechnologyforsteelscrapinmodernelectricarcfurnaceofChina[J].ChinaMetallurgy，2021，31(9)：78.）[21]田伟健，李辉，全魁，等.长流程钢铁企业的碳代谢模型与碳排放分析[J].冶金能源，2020，39(1)：3.（TIANWei-jian，LIHui，QUANKui，etal.Carbonmetabolismmodelandcarbonemissionanalysisoftheintegratedironandsteelenterprises[J].EnergyforMetallurgicalIndustry，2020，39(1)：3.）[22]王维兴.钢铁企业CO2排放计算方法探讨[C]//2011第八届（2011）中国钢铁年会论文集.北京：2019.（WANGWei-xing.DiscussiononcalculationmethodofCO2emissionsinironandsteelenterprises[C]//Proceedingsofthe8th（2011）ChinaIronandSteelAnnualConference.Beijing.2019.）[23]王国军，朱青德，魏国立.电炉钢与转炉钢成本比较[J].甘肃冶金，2019，41（5）：74.（WANGGuo-jun，ZHUQing-de，WEIGuo-li.CostcomparisonbetweenEAFsteelandconvertersteel[J].GansuMetallurgy，2019，41（5）：74.）[24]何坤，王立.撬全球废钢市场，促钢铁产能输出与经济效益[J].中国冶金，2021，31（2）：103.（HEKun，WANGLi.Leveragingglobalscrapmarket，improvingexportofChina’ssteelproductioncapacityandachievingeconomicbenefits[J].ChinaMetallurgy，2021，31（2）：103.）[25]李峰，储满生，唐珏，等.非高炉炼铁现状及中国钢铁工艺发展方向[J].河北冶金，2019（10）：8.（LIFeng，CHUMan-sheng，TANGYu，etal.Currentsituationofnon-blastfurnaceironmakinganddevelopmentdirectionofChinaironandsteelproductionprocess[J].HebeiMetallurgy，2019（10）：8.）[26]陈国平，梁志峰，董昱.基于能源转型的中国特色电力市场建设的分析与思考[J].中国电机工程学报，2020，40（2）：369.（CHENGuo-ping，LIANGZhi-feng，DONGYu.Analysisandreflectiononthemarketizationconstructionofelectricpowerwithchinesecharacteristicsbasedonenergytransformation[J].ProceedingsoftheCSEE，2020，40（2）：369.）[27]刘满平.我国实现"碳中和"目标的挑战与政策建议[J].当代石油石化，2021，29（4）：1.（LIUMan-ping.ChallengesforChinatorealizecarbonneutralityandpolicysuggestions[J].PetroleumandPetrochemicalToday，2021，29（4）：1.）[28]王学斌.氧气高炉炼铁工艺的发展及现状[J].莱钢科技，2015（1）：1.（WANGXue-bin.Developmentandstatusofoxygenblastfurnaceironmakingprocess[J].LaigangScienceandTechnology，2015（1）：1.）[29]邹忠平，郭宪臻，王刚，等.高炉CO2排放量的计算方法探讨[C]//第八届（2011）中国钢铁年会论文集.北京：2011.（ZHANGZhong-ping，GUOXian-zhen，WANGGang，etal.DiscussiononcalculationmethodofCO2emissionsfromblastfurnace[C]//Proceedingsofthe8th（2011）ChinaIronandSteelAnnualConference.Beijing.2011.）[30]金鹏，姜泽毅，包成，等.炉顶煤气循环氧气高炉的能耗和碳排放[J].冶金能源，2015，34（5）：11.（JINPeng，JIANGZe-yi，BAOCheng，etal.Energyconsumptionandcarbonemissionofoxygenblastfurnacewithtopgasrecycling[J].EnergyforMetallurgicalIndustry，2015，34（5）：11.）[31]刘宏强，付建勋，刘思雨，等.钢铁生产过程二氧化碳排放计算方法与实践[J].钢铁，2016，51（4）：74.（LIUHong-qiang，FUJian-xun，LIUSi-yu，etal.Calculationmethodsandapplicationofcarbondioxideemissionduringsteel-makingprocess[J].IronandSteel，2016，51（4）：74.）[32]段贵生.氢冶金原理及工业化应用研究进展[J].河南冶金，2021，29（1）：1.（DUANGui-sheng.Principlesofhydrogenmetallurgyandresearchprogressinindustrialapplication[J].HenanMetallurgy，2021，29（1）：1.）[33]赵沛，孔令兵，郭培民，等.喷吹的氢气在高炉内的还原行为[J].烧结球团，2020，45（6）：5.（ZHAOPei，KONGLing-bingGUOPei-min，etal.Reductionbehaviorofhydrogeninjectedinblastfurnace[J].SinteringandPelletizing，2020，45（6）：5.）[34]高建军，郭培民.高炉富氧喷吹焦炉煤气对CO2减排规律研究[J].钢铁钒钛，2010，31（3）：1.（GAOJian-jun，GUOPei-min.Numericalsimulationofinjectionofcokeovengaswithoxygenenrichmenttotheblastfurnace[J].IronSteelVanadiumTitanium，2010，31（3）：1.）[35]罗晔.Midrex氢气炼铁技术的进展[N].世界金属导报，2018-06-26.（LUOYe.Progressofmidrexhydrogenironmakingtechnology[N].WorldMetalLeader，2018-06-26.）[36]魏侦凯，郭瑞，谢全安.日本环保炼铁工艺COURSE50新技术[J].华北理工大学学报（自然科学版），2018，40（3）：26.（WEIZhen-kai，GUORui，XIEQuan-an.COURSE50newtechnologyofJapan'senvironmentalironmakingprocess[J].JournalofNorthChinaUniversityofTechnology（NaturalScienceEdition），2018，40（3）：26.）[37]何琴琴.瑞典钢铁工业Hybrit无化石冶炼技术进展[J].冶金经济与管理，2021（1）：52.（HEQin-qin.ProgressofHYBRITfossil-freesmeltingtechnologyinSwedishironandsteelindustry[J].MetallurgicalEconomicsandManagement，2021（1）：52.）[38]姜大霖，杨琳，魏宁，等.燃煤电厂实施CCUS改造适宜性评估：以原神华集团电厂为例[J].中国电机工程学报，2019，39（19）：5835.（JIANGDa-lin，YANGLin，WEINing，etal.SuitabilityofretrofittingCCUStoexistingcoal-firedpowerplants：AcasestudyofformerShenhuaGroup[J].ProceedingsoftheCSEE，2019，39（19）：5835.）[39]李洪福，温燕明.钢铁流程煤基能量高效转换与钢-电联产模式[J].钢铁，2018，53（10）：95.（LIHong-fu，WENYan-ming.Efficientconversionofcoal-basedenergyinironandsteelprocessandsteel-electriccogenerationmode[J].IronandSteel，2018，53（10）：95.）[40]武国峰，陈军，张鹏，等.钢铁企业余热蒸汽的现状及综合利用探讨[J].中国钢铁业，2011（2）：17.（WUGuo-feng，CHENJun，ZHANGPeng，etal.Discussiononthestatusquoandcomprehensiveutilizationofwasteheatsteaminironandsteelenterprises[J].ChinaSteel，2011（2）：17.）[41]中国钢铁工业协会节能减排课题组.钢铁行业节能减排方向及措施[J].中国钢铁业，2008（10）：7.（EnergyConservationandEmissionReductionTaskForceofChinaIronandSteelAssociation.Thedirectionandmeasuresofenergysavingandemissionreductionintheironandsteelindustry[J].ChinaSteel，2008（10）：7.）[42]张立宏，蔡九菊，杜涛，等.钢铁企业蒸汽系统的现状分析及改进措施[J].中国冶金，2007，17（1）：50.（ZHANGLi-hong，CAIJiu-ju，DUTao，etal.Presentstatusanalysisofsteelenterprisesteamsystemanditsimprovementmeasures[J].ChinaMetallurgy，2007，17（1）：50.）[43]王维兴.我国钢铁工业能耗现状与节能潜力分析[J].冶金管理，2017（8）：50.（WANGWei-xing.Energyconsumptionstatusandenergysavingpotentialanalysisofmycountry'sironandsteelindustry[J].ChinaSteelFocus，2017（8）：50.）[44]高洋，贵永亮，宋春燕，等.高炉渣显热回收利用现状与展望[J].矿产综合利用，2018（1）：12.（GAOYang，GUIYong-liang，SONGChun-yan，etal.Presentsituationandprospectofusingblastfurnaceslagsensibleheatrecovery[J].MultipurposeUtilizationofMineralResources，2018（1）：12.）[45]刘猛，黄忠源，张杰.高炉渣的处理技术现状及趋势[J].冶金设备，2021（2）：1.（LIUMeng，HUANGZhong-yuan，ZHANGJie.Researchonstatusandtrendofblastfurnaceslagtreatmenttechnology[J].MetallurgicalEquipment，2021（2）：1.）[46]郝以党，吴龙，于扬.钢渣辊压破碎余热有压热闷处理及发电新技术[C]//2017京津冀及周边地区工业固废综合利用（国际）高层论坛论文集.北京：2017.（HAOYi-dang，WULong，YUYang.Steelslagrollingcrushingwasteheatwithpressureandheatstuffingtreatmentandnewtechnologyforpowergeneration[C]//Proceedingsofthe2017Beijing-Tianjin-HebeiandSurroundingAreaIndustrialSolidWasteComprehensiveUtilization（International）High-levelForum.Beijing.2017.）[47]庞才良，杨雪晴，宋杰光，等.钢渣综合利用的研究现状及发展趋势[J].砖瓦，2020，387（3）：77.（PANGCai-liang，YANGXue-qing，SONGJie-guang，etal.Researchstatusanddevelopmenttrendofcomprehensiveutilizationofsteelslag[J].Brick-tile，2020，387（3）：77.）[48]王丽秀，张永发.干熄焦技术现状和焦炉煤气干熄焦新技术研究开发[J].化工进展，2009（s1）：74.（WANGLi-xiu，ZHANGYong-fa.Thestatusquoofcokedryquenchingtechnologyandtheresearchanddevelopmentofnewcokedryquenchingtechnologyforcokeovengas[J].ChemicalIndustryandEngineeringProgress，2009（s1）：74.）[49]冯建英，张红旭，杨小胜.铸造厂烧结竖冷机节能技术应用[J].山西冶金，2020，43（2）：112.（FENGJian-ying，ZHANGHong-xu，YANGXiao-sheng.Applicationofenergy-savingtechnologyofsinteringverticalcoolingklininfoundry[J].ShanxiMetallurgy，2020，43（2）：112.）[50]潘春晖，肖南石.烧结环冷机纯低温余热发电技术的应用效果[J].能源研究与管理，2012（1）：91.（PANChun-hun，XIAOShi-nan.Applicationofpurelowtemperaturecogenerationtechnologyofsintermachine[J].EnergyResearchandManagement，2012（1）：91.）[51]上官方钦，郦秀萍，张春霞.钢铁生产主要节能措施及其CO2减排潜力分析[J].冶金能源，2009，28（1）：3.（SHANGGUANFang-qin，LIXiu-ping，ZHANGChun-xia.Mainenergy-savingmeasuresinsteelproductionandthepotentialanalysisofCO2emissionreduction[J].EnergyforMetallurgicalIndustry，2009，28（1）：3.）[52]张培昆，王立，刘桂芹，等.空分装置三吸附器Tsa纯化系统及其节能效果分析[J].过程工程学报，2009，9（5）：932.（ZHANGPei-kun，WANGLi，LIUGui-qin，etal.Tri-adsorberTSApurificationsystemanditsenergysavingeffectinairseparationunit[J].TheChineseJournalofProcessEngineering，2009，9（5）：932.）[53]周继程，张春霞，韩伟刚，等.中国高炉TRT技术的应用现状和发展趋势[J].钢铁，2015，50（12）：26.（ZHOUJi-cheng，ZHANGChun-xia，HANWei-gang，etal.ApplicationstatusanddevelopmenttrendofTRTtechnologyinChinesesteelindustry[J].IronandSteel，2015，50（12）：26.）作者简介童莉葛（1972—），博士，北京科技大学能源与环境工程学院教授、博士生导师。研究方向能源转换与高效利用、储能、能源管理与优化。近5年主持国家自然科学基金、北京教委共建项目以及中央高校基本科研业务费和企业委托等多项科研项目，作为学术骨干完成国家973课题和国家重点研发专项课题2项。获省部级科技进步奖6项、获得软件著作权3项，授权发明专利10余项（国际发明专利2项），转让发明专利4项。出版《中国高能耗机械装备运行现状及节能对策研究》（2013年）、《StoringEnergy》的“Chapter—LiquidAirEnergyStorage”（2016年）、《低温工艺与装置》（机械工业出版社，2018年）。兼任高等学校能源与动力工程学科教学委员会委员（2021）、中国金属学会能源与热工分会第四届委员会委员（2020）。