邢 奕，崔永康，田京雷，蘇 偉?，王偉麗，張 熙，劉 義，趙秀娟

1) 北京科技大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院, 北京 100083 2) 工業(yè)典型污染物資源化處理北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100083 3) 河鋼集團(tuán)有限公司, 石家莊 050023 4) 河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué), 石家莊 050020

2020年，中國(guó)粗鋼產(chǎn)量達(dá)到10.65億噸[1]，以56.7%粗鋼占比位居全球第一.同時(shí)，我國(guó)鋼鐵行業(yè)年二氧化碳排放量大，占全國(guó)碳排放總量16%以上，為碳排放量最高的非電行業(yè).另外，我國(guó)廢鋼利用率不足，短流程電爐煉鋼占比僅為10.4%，而全球電爐鋼平均占比為33%，這從根本上造成國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放強(qiáng)度居高不下.中國(guó)生產(chǎn)每噸粗鋼排放1859 kg CO2，分別高于美國(guó)、韓國(guó)和日本生產(chǎn)每噸粗鋼所排放的1100 kg CO2、1300 kg CO2和1450 kg CO2[1-2]，鋼鐵行業(yè)急需對(duì)CO2進(jìn)行大幅度減排.近年來(lái)盡管鋼鐵行業(yè)在節(jié)能減排上付出了很大努力，碳排放強(qiáng)度逐年下降，但由于鋼鐵行業(yè)粗鋼產(chǎn)量大、能源結(jié)構(gòu)以煤焦為主和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)以長(zhǎng)流程為主，碳排放總量控制的壓力仍然十分巨大.“碳中和”目標(biāo)下，鋼鐵行業(yè)將成為重要試點(diǎn)工業(yè).

對(duì)于鋼鐵行業(yè)，碳中和是指鋼鐵服役的全生命周期過(guò)程中，包括上游鐵礦石原料的開采、運(yùn)輸，中間流程鋼材的生產(chǎn)，下游鋼材產(chǎn)品的使用、廢氣以及回收整個(gè)過(guò)程中所排放的二氧化碳和吸收利用的二氧化碳達(dá)到平衡.碳減排即以提高生鋼產(chǎn)率的方式來(lái)減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的消耗，從而減少碳排放；碳零排即采用風(fēng)能、水能、光能、生物質(zhì)能源等沒(méi)有二氧化碳排放的一次能源.碳負(fù)排技術(shù)是將已經(jīng)產(chǎn)生的二氧化碳加以轉(zhuǎn)化利用，實(shí)現(xiàn)碳的資源化利用.本文將涵蓋鋼鐵行業(yè)重點(diǎn)碳排放工序，從碳減排、碳零排和碳負(fù)排三類技術(shù)出發(fā)，聚焦燃料替代、工業(yè)流程再造和碳捕集利用等低碳手段，探索鋼鐵行業(yè)低碳排放技術(shù)路徑.

1 鋼鐵行業(yè)碳中和技術(shù)與節(jié)點(diǎn)

1.1 國(guó)外鋼鐵行業(yè)碳中和技術(shù)與節(jié)點(diǎn)

1.1.1 歐洲ULCOS

歐盟鋼鐵業(yè)于2003年建立了歐洲鋼鐵技術(shù)平臺(tái)，從2004年開始啟動(dòng)ULCOS (Ultra-low CO2steelmaking)[3-5]項(xiàng)目致力于鋼鐵行業(yè)二氧化碳減排.ULCOS項(xiàng)目組收集了當(dāng)前世界上近80種鋼鐵生產(chǎn)前沿技術(shù)，對(duì)其應(yīng)用模型、試驗(yàn)等方法進(jìn)行了二氧化碳排放、能源消耗、煉鋼成本以及可持續(xù)性等方面的評(píng)估.目前篩選出了4種具有發(fā)展前景的突破性技術(shù)進(jìn)行深入研究：高爐爐頂煤氣循環(huán)、直接還原工藝、熔融還原工藝和電解鐵礦石.項(xiàng)目分為兩個(gè)階段： 第一階段（2004—2010年）為理論研究和中試試驗(yàn)階段，第二階段（2010—2015年）為深入開發(fā)階段，為技術(shù)方案的工業(yè)化應(yīng)用做準(zhǔn)備.最終目標(biāo)是研究出新的低碳煉鋼技術(shù)，使噸鋼CO2的排放量到2050年比現(xiàn)在最好成績(jī)減少50%，從噸鋼排放2 t CO2減少到噸鋼排放1 t CO2.

1.1.2 日本COURSE50

日本COURSE50 (CO2ultimate reduction in steelmaking process by innovative technology for cool Earth 50) 項(xiàng)目啟動(dòng)于2008年，主要研究?jī)?nèi)容是研發(fā)創(chuàng)新性煉鐵工藝，降低鋼鐵行業(yè)30%的CO2排放，分別通過(guò)使用氫氣作為還原劑從源頭上減少10% CO2排放，利用鋼廠廢熱產(chǎn)能對(duì)高爐煤氣中CO2的分離捕集從末端減少20% CO2排放.前者開發(fā)的主要技術(shù)包括：（1）利用氫還原鐵礦石的技術(shù)，（2）增加氫含量的焦?fàn)t煤氣改質(zhì)技術(shù)，以及（3）高強(qiáng)度高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)技術(shù)；后者主要包括：（1）高爐煤氣中 CO2分離回收技術(shù)，（2）余熱回收利用技術(shù).COURSE50研發(fā)分兩個(gè)階段：第一階段為2008—2012年，從理論上驗(yàn)證該研究技術(shù)的可行性；第二階段為2013—2017年，在君津廠建設(shè)了日產(chǎn)量為35 t左右的試驗(yàn)高爐，用該高爐進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)及研究.該項(xiàng)目計(jì)劃在2022年使用實(shí)際高爐進(jìn)行測(cè)試，從而有效驗(yàn)證基礎(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo).在2025年前通過(guò)二期高爐實(shí)際試驗(yàn)確立實(shí)用技術(shù)，2030年實(shí)現(xiàn)實(shí)用化目標(biāo)，2050年實(shí)現(xiàn)以氫直接還原鐵礦石的高爐減排CO2技術(shù)的研發(fā).

1.1.3 韓國(guó)POSCO

POSCO（Pohang iron and steel company）是韓國(guó)低碳排放的主要項(xiàng)目，將低碳排放的目標(biāo)分為短期、中期和長(zhǎng)期目標(biāo).短期目標(biāo)是到2030年CO2減排20%；中期目標(biāo)是到2040年 CO2減排50%；長(zhǎng)期目標(biāo)是到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和，基準(zhǔn)是2017—2019年浦項(xiàng)鋼鐵 CO2排放量的平均值（7880萬(wàn)噸）.鋼鐵行業(yè)低碳技術(shù)主要分為四類：（1）制氫技術(shù)，利用鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物如焦?fàn)t煤氣和廢棄碳源制取氫氣；（2）燒結(jié)礦顯熱回收和余熱回收，對(duì)工廠產(chǎn)生的350 °C 廢氣進(jìn)行壓縮并將余熱儲(chǔ)存起來(lái)在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行再利用；（3）胺溶液吸收捕獲二氧化碳，利用氨水吸收及分離高爐煤氣中的 CO2；（4）低碳煉鐵 FINEX 技術(shù)，F(xiàn)INEX使用資源豐富且廉價(jià)的“細(xì)粉”（細(xì)磨礦石）以及非焦煤，生產(chǎn)出可用于冶金等行業(yè)的優(yōu)質(zhì)氣體（H2和CO），短期目標(biāo)為使用富氫氣體進(jìn)行還原鐵，長(zhǎng)期目標(biāo)為在2050年研發(fā)功能更為齊全的氫基煉鐵技術(shù)，配合二氧化碳捕集和封存（CO2capture and storage，CCS）技術(shù)預(yù)計(jì)可減少45% CO2排放.

1.1.4 美國(guó)AISI

美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)（AISI, American iron and steel institute）認(rèn)為美國(guó)三分之一的CO2排放來(lái)自發(fā)電行業(yè)，而鋼鐵行業(yè)僅占1%.因此，美國(guó)目前所有的低碳排放政策大多是針對(duì)發(fā)電行業(yè)量身定制的，目前針對(duì)鋼鐵行業(yè)低碳排放的技術(shù)主要包括熔融氧化物電解和氫氣閃融.前者是麻省理工學(xué)院開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，電流通過(guò)液態(tài)氧化鐵時(shí)，氧化鐵分解成熱金屬和氧氣，目前已完成實(shí)驗(yàn)室規(guī)模研究；后者主要是通過(guò)使用懸浮狀態(tài)的熱還原氣體將鐵精粉還原，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室研究證明該工藝與高爐煉鐵相比可降低能耗38%.美國(guó)其他CO2低碳技術(shù)如風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電和核電等主要服務(wù)于電力行業(yè)，在此背景下，通過(guò)使用低成本發(fā)電技術(shù)生產(chǎn)氫氣，鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放將會(huì)進(jìn)一步大幅度下降.

1.2 國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)碳中和技術(shù)與節(jié)點(diǎn)

1.2.1 中國(guó)寶武鋼鐵集團(tuán)有限公司

寶武集團(tuán)率先在2021年1月20日宣告低碳排放目標(biāo)，2021年發(fā)布低碳冶金路線圖，2023年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2025年具備減碳30%工藝技術(shù)能力，2035年力爭(zhēng)減碳30%，2050年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)碳中和.并通過(guò)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減少化石能源用量，提高新能源比例實(shí)現(xiàn)低碳排放.主要低碳排放措施為：（1）創(chuàng)立全球低碳冶金創(chuàng)新聯(lián)盟；（2）建設(shè)面向全球的低碳冶金創(chuàng)新試驗(yàn)基地；（3）以信息化數(shù)字化實(shí)現(xiàn)能源高效利用；（4）優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)提高清潔能源比例等.

1.2.2 河鋼集團(tuán)有限公司

河鋼集團(tuán)于2021年3月12日發(fā)布低碳綠色發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃，明確了碳達(dá)峰、碳中和規(guī)劃目標(biāo)：2021年發(fā)布低碳冶金路線圖，2022年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2025年實(shí)現(xiàn)碳排放量較峰值降10%以上，2030年實(shí)現(xiàn)碳排放量較峰值降30%以上，2050年實(shí)現(xiàn)碳中和.碳減排路徑主要包括：（1）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局和流程結(jié)構(gòu)變革，推進(jìn)全流程碳減排；（2）優(yōu)化用能并構(gòu)建多元能源結(jié)構(gòu)體系，加快低碳轉(zhuǎn)型；（3）開展全生命周期評(píng)價(jià)，助力鋼鐵材料性能和壽命提升；（4）打造低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)協(xié)同降碳；（5）科技創(chuàng)新助推低碳技術(shù)的研發(fā)示范與應(yīng)用；（6）倡導(dǎo)全員低碳化生產(chǎn)生活.

1.2.3 包頭鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司

包鋼集團(tuán)于2021年5月14日披露了其“雙碳目標(biāo)”：力爭(zhēng)2023年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2030年具備減碳30%的工藝技術(shù)能力，力爭(zhēng)2042年碳排放量較峰值降低50%，力爭(zhēng)2050年實(shí)現(xiàn)碳中和.

1.2.4 鞍鋼集團(tuán)有限公司

鞍鋼集團(tuán)在2021年5月28日宣布2021年底發(fā)布低碳冶金路線圖，2025年前實(shí)現(xiàn)碳排放總量達(dá)峰，2030年實(shí)現(xiàn)前沿低碳冶金技術(shù)產(chǎn)業(yè)化突破，深度降碳工藝大規(guī)模推廣應(yīng)用，力爭(zhēng)2035年碳排放總量較峰值降低30%，持續(xù)發(fā)展低碳冶金技術(shù)，成為中國(guó)鋼鐵行業(yè)首批實(shí)現(xiàn)碳中和的大型鋼鐵企業(yè).

1.2.5 其他

除上述國(guó)企之外，一些民營(yíng)企業(yè)也陸續(xù)提出低碳排放計(jì)劃和舉措.德龍集團(tuán)和新天鋼集團(tuán)提出了“低碳發(fā)展，高效節(jié)能，打造鋼鐵行業(yè)低碳冶煉標(biāo)桿”目標(biāo)，2021年發(fā)布低碳冶金路線圖，2022年起噸鋼碳排放量力爭(zhēng)逐年降低，早于行業(yè)一年完成碳達(dá)峰.建龍集團(tuán)運(yùn)用富氫熔融還原新工藝，推動(dòng)傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”轉(zhuǎn)變，可年產(chǎn)30萬(wàn)t高純鑄造生鐵.

2 鋼鐵行業(yè)碳中和技術(shù)路徑

本文以碳減排、碳零排和碳負(fù)排為框架，對(duì)當(dāng)前眾多鋼鐵低碳技術(shù)進(jìn)行了分類梳理，具體技術(shù)路線如圖1所示.

圖1 鋼鐵碳中和技術(shù)路徑分析Fig.1 Path analysis of steel carbon neutralization technology

2.1 碳減排

2.1.1 氧氣鼓吹高爐爐頂煤氣循環(huán)技術(shù)

我國(guó)粗鋼生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)以高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程為主，2019年長(zhǎng)流程粗鋼占比為89.8%.高爐作為煉鐵主要工序，其碳排放占高爐-轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程碳排放的67%[6-7].因此，若要實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)碳中和的目標(biāo)，高爐是實(shí)現(xiàn)低碳排放的重要主體.

我國(guó)高爐的熱效率已達(dá)到95%以上，從降低熱消耗來(lái)降低間接碳減排的可能性已很小，但此時(shí)副產(chǎn)物煤氣仍具有較高的熱值，氧氣鼓吹高爐爐頂煤氣循環(huán)工藝可實(shí)現(xiàn)煤氣的回收和低碳排放的雙重功能.該工藝的主要技術(shù)原理為空氣被通入的大量氧氣所替代，爐內(nèi)的主要煤氣成分由之前的N2、CO2和CO變?yōu)镃O2和CO，采用變壓吸附工藝對(duì)高爐煤氣進(jìn)行分離.工藝流程圖如圖2所示.回收得到的高純度CO可作為還原劑代替焦炭，增加噴煤比，減少焦炭比，生產(chǎn)每噸粗鋼排放的二氧化碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約降低30%.同時(shí)，對(duì)氧氣高爐排放的二氧化碳進(jìn)行捕集利用可進(jìn)一步減少碳排放的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約20%～30%.該工藝也存在以下問(wèn)題：氧氣與焦炭的反應(yīng)過(guò)程為吸熱反應(yīng)，高濃度的冷態(tài)氧氣與之前的熱風(fēng)空氣相比需要消耗更多的燃料產(chǎn)生熱量，隨著燃料噴吹量和供氧量的增加，鼓風(fēng)帶入的熱量減少使得爐料和爐身供熱不足，大幅度降低了燒結(jié)礦的還原脫碳過(guò)程.

圖2 氧氣鼓吹高爐爐頂煤氣循環(huán)工藝Fig.2 Oxygen blowing blast furnace top gas circulation process

瑞典LKAB公司在9 m3試驗(yàn)高爐上進(jìn)行噴吹循環(huán)煤氣的試驗(yàn)研究.試驗(yàn)高爐采用爐缸和爐身下部?jī)膳棚L(fēng)口，爐缸風(fēng)口循環(huán)煤氣量為550 m3·t-1(1250 ℃)、爐身下部風(fēng)口循環(huán)煤氣量約為550 m3·t-1(1000 ℃)條件下，保持噴煤比為170 kg·t-1不變，焦比由 400～405 kg·t-1降至 260～265 kg·t-1.

新疆八一鋼鐵在430 m3氧氣高爐進(jìn)行我國(guó)首個(gè)氧氣鼓吹高爐工藝研究，按照不同氧濃度配比和物料配比進(jìn)行低碳實(shí)驗(yàn).已實(shí)現(xiàn)第一階段鼓風(fēng)氧含量超過(guò)35%，高爐噴煤比超過(guò)200 kg·t-1，產(chǎn)能提升40%.下一階段將提高鼓風(fēng)氧氣體積分?jǐn)?shù)至50%，引入二氧化碳捕集技術(shù)實(shí)現(xiàn)煤氣循環(huán).

2.1.2 電爐短流程技術(shù)

電爐短流程煉鋼工藝的原材料主要是廢鋼和少量鐵水，使用清潔能源電能為主要能源冶煉鋼材.廢鋼經(jīng)簡(jiǎn)單加工破碎或剪切、打包后裝入電弧爐中，利用石墨電極與廢鋼之間產(chǎn)生電弧所發(fā)生的熱量來(lái)熔煉廢鋼，并配以精煉爐完成脫氣、調(diào)成分、調(diào)溫度和去夾雜等功能，得到合格鋼水.由于短流程煉鋼省去了采礦、選礦、燒結(jié)/球團(tuán)和焦化工藝流程，碳排放量大大減小，生產(chǎn)每噸粗鋼約排放0.6 tCO2[8].因此，以短流程煉鋼替代長(zhǎng)流程實(shí)現(xiàn)煉鋼生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，能夠顯著降低總體排放.

中國(guó)電爐短流程生產(chǎn)粗鋼比例為10%左右，遠(yuǎn)低于世界28.8%的平均水平[9].制約我國(guó)短流程發(fā)展緩慢的原因主要有成本和技術(shù)兩點(diǎn)：（1）短流程煉鋼成本高于長(zhǎng)流程高爐煉鋼.長(zhǎng)流程煉鋼成本約 4200 ￥·t-1，短流程煉鋼成本約 4900 ￥·t-1[10]，其成本的67%來(lái)自于廢鋼，而國(guó)際市場(chǎng)廢鋼價(jià)格高且限制優(yōu)質(zhì)廢鋼出口，這是制約我國(guó)短流程煉鋼發(fā)展的主要原因.另外，國(guó)內(nèi)短流程電耗高和工業(yè)電價(jià)高，我國(guó)全廢鋼冶煉噸鋼電耗和工業(yè)電價(jià)分別為400 kW·h/t和0.64 ￥·(kW·h)-1，而國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家這一數(shù)值約為280 kW·h·t-1和0.45 ￥·(kW·h)-1，國(guó)內(nèi)短流程相對(duì)國(guó)外噸鋼成本要高 130 ￥·t-1.（2）國(guó)內(nèi)廢鋼穩(wěn)定性差和短流程煉鋼技術(shù)存在技術(shù)難題.分揀技術(shù)不過(guò)關(guān)導(dǎo)致無(wú)法控制廢鋼成分，回收原則為按照廢鋼的質(zhì)量和輕薄簡(jiǎn)單劃分.2020年我國(guó)廢鋼資源總量達(dá)到2.1億t，鋼鐵行業(yè)消耗主要為電爐原料、高爐增產(chǎn)和轉(zhuǎn)爐熱平衡.而短流程煉鋼由于技術(shù)原因無(wú)法控制鋼材中Cu、Zn、Pb、P、N和H等雜質(zhì)元素，加上國(guó)內(nèi)廢鋼質(zhì)量參差不齊，造成國(guó)內(nèi)短流程煉鋼只能應(yīng)用于型材、棒線材和少量不銹鋼等低端產(chǎn)品，限制電爐短流程在我國(guó)大規(guī)模應(yīng)用.

電爐按照加料方式可分為豎爐和橫爐，未來(lái)主要發(fā)展方向?yàn)閺U鋼預(yù)熱和連續(xù)加料.目前，豎爐主要包括Quantum電爐、ECOARC電爐和Sharc電爐[11-12].Quantum電爐通過(guò)廢鋼料槽升降小車代替天車料籃加料，預(yù)熱溫度在600 ℃以上，世界投產(chǎn)和在建的Quantum電爐約有11座，其中土耳其、孟加拉和墨西哥各1座，中國(guó)8座；ECOARC電爐預(yù)熱溫度在800 ℃以上，可將預(yù)熱過(guò)程產(chǎn)生的二噁英全部處理掉，世界投產(chǎn)和在建的ECOARC電爐約有9座，其中日本5座、中國(guó)2座、韓國(guó)和泰國(guó)各1座；Sharc電爐為直流供電電爐，采用雙豎爐式生產(chǎn)，我國(guó)河鋼石鋼引進(jìn)130 t電爐2座，土耳其運(yùn)行1座100 t電爐.Consteel電爐為連續(xù)水平加料式電爐實(shí)現(xiàn)了布料、廢鋼預(yù)熱、連續(xù)加料和平熔池冶集成在一個(gè)設(shè)備中完成（圖3），在我國(guó)應(yīng)用最為廣泛.自2017年以來(lái)企業(yè)新上的電爐設(shè)備85%以上為連續(xù)水平加料，其最大優(yōu)點(diǎn)為冶煉過(guò)程中可不開爐蓋連續(xù)加入廢鋼，能量不間斷輸入避免了巨大的能量損失，噸鋼電耗可降低30～100 kW·h.但Consteel電爐水平煙道尾氣預(yù)熱溫度較低，約為400 ℃，此溫度為產(chǎn)生二噁英的高峰區(qū)間，需要考慮二噁英治理問(wèn)題.

圖3 Consteel 電弧爐Fig.3 Consteel electric arc furnace

2.1.3 直接還原技術(shù)

直接還原是指以氣體、液體或者非焦煤為能源與還原劑，在低于鐵礦石和氧化球團(tuán)礦軟化溫度下進(jìn)行還原得到固態(tài)金屬鐵的煉鐵工藝，其產(chǎn)品稱為直接還原鐵，可作為電爐煉鋼的優(yōu)質(zhì)原料（簡(jiǎn)稱DRI）[13].主要工藝原理如圖4所示，鐵礦石經(jīng)過(guò)球團(tuán)工序或者氧化熔融處理得到氧化球團(tuán)，隨后依次進(jìn)入氣基還原豎爐、電爐融化和精煉連續(xù)鑄軋分別轉(zhuǎn)化為直接還原鐵、鋼水和成品鋼材，其中在電爐和精煉連鑄連軋工序伴隨有廢鋼產(chǎn)生.直接還原鐵技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于采用其他還原劑代替焦煤，完全省去焦化工藝，摻雜部分高品位鐵精礦和球團(tuán)礦減少球團(tuán)工藝占比，碳排放量為相同產(chǎn)量高爐煉鐵工藝的80%～85%[14].直接還原鐵工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）擴(kuò)大了對(duì)能源的利用范圍.直接還原煉鐵可以完全不用焦炭，因此可用各種非煤焦、燃料油、氣體燃料、電能等代替日益缺乏的冶金焦.（2）擴(kuò)大了原料的適應(yīng)性.直接還原鐵有的可處理品位很低的貧礦，有的使用品位極高的鐵精礦，可直接用礦粉作原料.（3）改善產(chǎn)品的質(zhì)量.直接還原鐵有害雜質(zhì)少，可作為電爐廢鋼冶煉良好的稀釋原料，生產(chǎn)高產(chǎn)品質(zhì)量的特種鋼、潔凈鋼和優(yōu)質(zhì)鋼.目前電爐煉鋼一般摻雜30%～50%的直接還原鐵原料[15].

圖4 直接還原煉鐵技術(shù)Fig.4 Direct reduction ironmaking technology

直接還原技術(shù)按照所用還原劑的不同可分為氣基(天然氣)和煤基兩種工藝.前者的爐型包括豎爐、流化床和反應(yīng)罐流程，后者的爐型包括回轉(zhuǎn)窯和豎爐流程.氣基直接還原技術(shù)的主導(dǎo)工藝有：Midrex法和HYL/Energiron法等，煤基直接還原工藝主要有Fastmelt工藝、ITmk3工藝和Iron Dynamics工藝.2019年全球直接還原鐵年度產(chǎn)量為1.081億噸，全球直接還原煉鐵技術(shù)以氣基為主，氣基還原產(chǎn)量占總產(chǎn)量的75.8%.從生產(chǎn)技術(shù)上來(lái)看，Midrex工藝的直接還原鐵產(chǎn)量占總產(chǎn)量的60.9%[16]，回轉(zhuǎn)窯工藝直接還原鐵產(chǎn)量占總產(chǎn)量的24%.

中國(guó)直接還原鐵的市場(chǎng)需求量巨大，2020年需求量在1500萬(wàn)噸以上.中國(guó)大部分鐵礦石來(lái)自進(jìn)口，2020年上半年直接還原鐵進(jìn)口量約為130萬(wàn)噸.國(guó)內(nèi)直接還原煉鐵技術(shù)仍處在起步階段，主要受還原氣體天然氣少分布不均制約，但我國(guó)煤炭資源較為豐富，可利用該優(yōu)勢(shì)發(fā)展煤基直接還原技術(shù)和煤制氣-豎爐直接還原技術(shù).對(duì)于煤基直接還原技術(shù)，我國(guó)曾建煤基回轉(zhuǎn)窯直接還原鐵生產(chǎn)線7條，年產(chǎn)能約65萬(wàn)噸.隨世界鐵礦石價(jià)格上升依靠進(jìn)口球團(tuán)生產(chǎn)DRI出現(xiàn)虧損，同時(shí)礦山企業(yè)生產(chǎn)鐵精礦的效益又大于DRI生產(chǎn)，導(dǎo)致我國(guó)7條生產(chǎn)煉鋼用DRI的回轉(zhuǎn)窯全部因經(jīng)濟(jì)虧損而被迫停產(chǎn)閑置[17].對(duì)于氣基豎爐直接還原煉鐵技術(shù)，2018年遼寧華信鋼鐵集團(tuán)開展了1萬(wàn)噸 DRI和10萬(wàn)噸精品鋼的煤制氣-富氫氣基豎爐-電爐短流程示范工程項(xiàng)目，還原氣為煤制氣；2019年內(nèi)蒙明拓集團(tuán)采用Midrex氣基豎爐建設(shè)年產(chǎn)能力110萬(wàn)噸直接還原項(xiàng)目，還原氣為合成煤氣；2021年5月，河鋼集團(tuán)在張家口籌建年產(chǎn)60萬(wàn)噸 Energiron直接還原煉鐵項(xiàng)目，同時(shí)規(guī)劃在唐山、邯鄲和宣化等地建設(shè)總計(jì)年產(chǎn)300萬(wàn)噸直接還原煉鐵項(xiàng)目；2021年第3季度，中國(guó)寶武在湛江鋼鐵建設(shè)2座百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐直接還原煉鐵示范工程，分別采用不同比例的焦?fàn)t煤氣、天然氣、氫氣和電解水產(chǎn)氫作為還原氣體.

2.2 碳零排

2.2.1 氫冶金技術(shù)

氫冶金技術(shù)（Hydrogen-based steel making）采用氫氣代替炭還原生成水，可大幅降低CO2排放量[18]，其主要化學(xué)反應(yīng)原理如圖5所示，被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ牡吞寂欧偶夹g(shù).氫氣直接還原煉鋼技術(shù)是真正意義上的綠色可持續(xù)煉鋼技術(shù)工藝，然而該技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴制氫的成本和低碳性，并且代替碳基還原劑會(huì)產(chǎn)生新的工藝問(wèn)題：（1）純氫氣與鐵礦石為吸熱反應(yīng)，完全代替燃料煤炭后系統(tǒng)內(nèi)熱量無(wú)法互補(bǔ)[6,19]，延緩后續(xù)氫氣還原反應(yīng)；（2）氫氣密度低，僅為C還原劑的1/6，進(jìn)入爐子后迅速向爐頂逃逸，不能很好地停留在爐子下部完成高溫還原反應(yīng)，且無(wú)法作為骨架支撐爐料；（3）氫氣無(wú)法作為生鐵滲碳的碳源，降低鋼材成品質(zhì)量.因此，氫冶金技術(shù)需要控制氫氣噴入量，根據(jù)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)顯示[20]，氫氣的最佳噴入含量為27.5 kg·t-1鐵水，此時(shí)焦比和碳排放量分別降低24%和21%.

圖5 富氫高爐氫冶金技術(shù)Fig.5 Hydrogen metallurgical technology of hydrogen-rich blast furnace

2016年4月，能源供應(yīng)商瑞典大瀑布電力公司、瑞典鋼鐵集團(tuán)和瑞典礦業(yè)集團(tuán)聯(lián)合開展HYBRIT氫冶金項(xiàng)目.項(xiàng)目計(jì)劃在2018—2024年進(jìn)行全面可行性研究，并建立一個(gè)中試廠進(jìn)行試驗(yàn)；在2025—2035年建設(shè)示范廠.該工藝使用的氫氣來(lái)自電解水制氫，電解水使用的電力來(lái)自于水力、風(fēng)力等清潔能源發(fā)電站.根據(jù)2018年披露的數(shù)據(jù)顯示，采用該工藝后噸鋼CO2排放量?jī)H為25 kg，成本約為傳統(tǒng)長(zhǎng)流程工藝的120%～130%.

2019年1月，中國(guó)寶武與中核集團(tuán)、清華大學(xué)簽訂《核能-制氫-冶金耦合技術(shù)戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》.經(jīng)初步計(jì)算，一臺(tái)60萬(wàn)千瓦高溫氣冷堆機(jī)組可滿足180萬(wàn)噸鋼對(duì)氫氣、電力及部分氧氣的需求，每年可減排約300萬(wàn)噸二氧化碳，減少能源消費(fèi)約100萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤.

2.2.2 電解還原煉鐵技術(shù)

分離鐵礦石中的氧元素和鐵元素有兩種方法，一種是利用化學(xué)還原劑如碳或氫，另一種是利用電能還原，電解還原煉鐵技術(shù)則屬于后者.該工藝?yán)秒娏骷訜嵫趸F和其他金屬礦物組成的液體溶液（約1600 ℃）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而將化合物氧化鐵分解產(chǎn)生氧氣和鐵水，帶負(fù)電的氧離子遷移到正極后生成氧氣泡到頂部，帶正電的鐵離子遷移到負(fù)極后被還原為鐵[5,8].該工藝采用電解的方法，不需要傳統(tǒng)煉鐵工藝中所使用的焦?fàn)t、鏈筐機(jī)回轉(zhuǎn)窯和高爐等設(shè)備，如果使用無(wú)碳電力，可達(dá)到零CO2排放的目標(biāo).

安塞樂(lè)米塔爾公司對(duì)該工藝進(jìn)行可行性實(shí)驗(yàn)室研究，得到的鐵純度可達(dá)99.98%，能耗為2600～3000 kW·h·t-1，但中試工廠產(chǎn)能為5 kg·d-1.麻省理工學(xué)院設(shè)立波士頓金屬公司用于開展研究，2014年該公司委托開發(fā)首個(gè)原形高溫熔鹽電解槽，目前已經(jīng)產(chǎn)出共計(jì)超過(guò)1 t金屬.該公司設(shè)定了4 MW·h噸鋼材的目標(biāo)，如果實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，將需要46 GW低碳電力產(chǎn)能作為支撐，這相當(dāng)于5500個(gè)全球最大功率海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)，或者28座1.6 GW核反應(yīng)堆.根據(jù)國(guó)際能源署提出的加速創(chuàng)新方案，在極端條件下，2050年之前可以達(dá)到1億噸鐵礦石的電解能力.

2.3 碳負(fù)排技術(shù)

碳捕獲、利用與儲(chǔ)存（Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS）技術(shù)是將由人為活動(dòng)已經(jīng)排放到空氣的二氧化碳進(jìn)行捕集，然后通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化生成高附加價(jià)值的產(chǎn)品和長(zhǎng)時(shí)間封存到地質(zhì)環(huán)境中，以此來(lái)減少空氣中二氧化碳濃度.當(dāng)CCUS技術(shù)耦合其他二氧化碳源頭低碳排放技術(shù)，鋼鐵行業(yè)的二氧化碳排放量可實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)意義上的“負(fù)排放”.

2.3.1 碳捕集

鋼鐵生產(chǎn)是以碳還原氧化鐵為主的高溫化學(xué)過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量的 CO2.在我國(guó)鋼鐵行業(yè)能源結(jié)構(gòu)保持不變的條件下，CO2的捕集利用可有效彌補(bǔ)鋼鐵生產(chǎn)工藝優(yōu)化降碳措施的不足.目前鋼鐵行業(yè)主要以燃燒后捕集為主，CO2捕集方法的特點(diǎn)總結(jié)在表1中，根據(jù)捕集原理可以分為物理吸附法和化學(xué)吸收法兩大類[21-23].前者利用范德華力將CO2氣體捕集在材料表面和孔道，后者利用酸堿化學(xué)反應(yīng)將CO2氣體與液體通過(guò)化學(xué)鍵強(qiáng)有力結(jié)合.

表1 物理吸附與化學(xué)吸收方法捕集CO2比較Table 1 Comparison of CO2 capture by the physical adsorption and chemical absorption methods

日本JFE鋼鐵公司選用沸石ZEOLUMF-9HA作為CO2吸附劑，高爐煤氣依次經(jīng)過(guò)預(yù)處理裝置脫濕塔和脫硫塔去除水分和硫化物，低溫凈煤氣進(jìn)入兩段變壓裝置，分別得到CO2和CO氣體.該技術(shù)投資4.3億日元成功應(yīng)用在日本制鐵所福山廠，CO2日處理能力為3 t，回收率和純度分別為80%和99%.2010年建設(shè)1000 m3·h-1高爐煤氣中試設(shè)備.2012年配套建成CO2凈化/液化裝置，目前已實(shí)現(xiàn)CO2回收率超過(guò)90%、液態(tài)CO2純度超過(guò)99.5%.

中國(guó)碳捕捉研究和示范主要集中在煤炭、油氣和電力行業(yè)，鋼鐵行業(yè)碳捕集基本處于空白.中國(guó)鋼鐵公司選用體積分?jǐn)?shù)為30%單乙醇胺為吸收劑進(jìn)行為期約1個(gè)月的碳捕集實(shí)驗(yàn)，CO2回收率超過(guò)95%.后續(xù)采用自產(chǎn)氨水作為吸收劑并成功于2015年商業(yè)化.2014 年寶鋼與中南大學(xué)合作開展燒結(jié)煙氣脫硫渣碳酸化固定CO2的研究，使工業(yè)廢氣中的CO2與脫硫渣中的鈣反應(yīng)生成碳酸鈣，從而實(shí)現(xiàn)CO2的固定.

2.3.2 碳循環(huán)及跨行業(yè)聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

（1）CO2廠內(nèi)循環(huán)利用技術(shù).

CO2作為碳的完全氧化產(chǎn)物，熱力學(xué)和化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，但在高溫下也可以與碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)，利用CO2的熱穩(wěn)定性、覆蓋保護(hù)性、溫度調(diào)控性和攪拌性等特點(diǎn)應(yīng)用在鋼鐵行業(yè)各個(gè)工序，消納CO2且資源化利用實(shí)現(xiàn)低碳排放，生產(chǎn)每噸粗鋼約可利用100 kg CO2.CO2用于鋼鐵生產(chǎn)，主要是利用CO2的弱氧化性.目前CO2在鋼鐵行業(yè)內(nèi)部資源化應(yīng)用的場(chǎng)景如圖6所示.

圖6 CO2在鋼鐵各工序中的應(yīng)用[24]Fig.6 Application of CO2 in various processes of iron and steel [24]

CO2用于鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）生產(chǎn)成本低，用CO2代替Ar用于不銹鋼冶煉，噸鋼可減少20～45元的生產(chǎn)成本.（2）熱力學(xué)優(yōu)勢(shì)，CO2作為反應(yīng)氣體參加的許多反應(yīng)屬于微吸熱反應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)熔池?zé)掍撨^(guò)程的溫度調(diào)控.（3）易排氣：CO2密度大，容易將鋼液中的其他氣體排出，保護(hù)鋼液質(zhì)量.（4）攪拌能力強(qiáng)：產(chǎn)物氣分子體積增加一倍可強(qiáng)化熔池?cái)嚢瑁–O2+C=2CO）.但同時(shí)也存在以下問(wèn)題，若采用煤炭質(zhì)供氣，原件侵蝕比較嚴(yán)重，需要加強(qiáng)對(duì)爐底的侵蝕防護(hù)，另外還需考慮對(duì)CO2的回收與提純.工藝方面，對(duì)于噴吹CO2的最佳工藝條件、爐內(nèi)熱量的變化規(guī)律、CO2利用率這些問(wèn)題還沒(méi)有明確的研究結(jié)果.

國(guó)內(nèi)首鋼京唐公司同北京科技大學(xué)合作，共同承擔(dān)國(guó)家科技部“十二五”科技支撐項(xiàng)目“CO2-O2混合噴吹煉鋼工藝技術(shù)及裝備示范”課題.該項(xiàng)目建設(shè)國(guó)內(nèi)第一條年產(chǎn)300萬(wàn)噸鋼的CO2-O2混合噴吹煉鋼技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程（含年產(chǎn)5萬(wàn)噸CO2的回收裝置）.該項(xiàng)目建設(shè)投產(chǎn)后，預(yù)計(jì)噸鋼減少CO2排放21.3 kg.太鋼于2017年開始二氧化碳替代氬氣用于煉鋼生產(chǎn)的理論研究.2019年開始正式試驗(yàn)系統(tǒng)分析了二氧化碳對(duì)煉鋼過(guò)程的脫碳速度、熔池溫度、爐襯侵蝕等的影響，后于2020年完成了300多爐二氧化碳在碳鋼生產(chǎn)線及不銹鋼生產(chǎn)線的工業(yè)化試驗(yàn)，取得了降低氬氣、氧氣消耗，提高脫碳效率的良好效果，降低了噸鋼的冶煉成本.

（2）CO2廠外跨行業(yè) “鋼-化”聯(lián)產(chǎn)技術(shù).

鋼鐵工業(yè)尾氣富含二氧化碳、甲烷和一氧化碳等C1化合物，可利用鋼鐵尾氣生產(chǎn)醇類化工產(chǎn)品，目前主要有兩種方法，分別是發(fā)酵法和合成氣制乙醇（DMTE）[25].發(fā)酵法由美國(guó)朗澤科技研發(fā)，具體工藝流程如圖7所示，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的尾氣送至生物發(fā)酵裝置，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾脫水后產(chǎn)出體積分?jǐn)?shù)≥99.5%的燃料乙醇，同時(shí)分離出高品質(zhì)的菌體蛋白，可作為高端水產(chǎn)蛋白飼料原料；之后的污水還可用于生產(chǎn)沼氣，再經(jīng)提純后用于生產(chǎn)壓縮天然氣.

圖7 發(fā)酵法工藝流程圖Fig.7 Process flow diagram of the fermentation method

2012年首鋼京唐公司與朗澤科技合作，建設(shè)年產(chǎn)300 t乙醇示范工程，占地約5000 m2，以焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣的混合氣體為原料，通過(guò)該項(xiàng)目技術(shù)示范形成鋼鐵工業(yè)尾氣發(fā)酵制備燃料乙醇的核心技術(shù).

DMTE技術(shù)由大連化物所劉中民院士團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)，利用鋼鐵工業(yè)尾氣中的 CO和H2為原料，經(jīng)甲醇脫水、二甲醚羰基化和乙酸甲酯加氫路線生產(chǎn)乙醇，具體工藝路線如圖8所示.DMTE 工藝具有乙醇生產(chǎn)成本低、合成氣利用率高和占地面積小等特點(diǎn)，大規(guī)模無(wú)水乙醇生產(chǎn)成本優(yōu)勢(shì)顯著.

圖8 DMTE生產(chǎn)乙醇技術(shù)路線圖Fig.8 Dimethyltellurium technology roadmap for ethanol production

截止2021年，國(guó)內(nèi)榆神能化、新疆天業(yè)和安陽(yáng)利源集團(tuán)等共計(jì)7家單位采用DMTE技術(shù)生產(chǎn)乙醇，許可規(guī)模達(dá)195萬(wàn)t·a-1，預(yù)計(jì)十四五期間，DMTE技術(shù)乙醇產(chǎn)能預(yù)計(jì)超過(guò)300萬(wàn)t·a-1，年產(chǎn)值達(dá)150億.

2.3.3 碳封存

捕集的CO2除了在鋼鐵廠內(nèi)部循環(huán)利用和廠外化學(xué)轉(zhuǎn)化之外，也可將其運(yùn)輸至儲(chǔ)存地點(diǎn)，在高溫高壓條件下以超臨界形式注入地下進(jìn)行長(zhǎng)期封存，實(shí)現(xiàn)與大氣的長(zhǎng)期隔離.封存CO2的地點(diǎn)通常為深層鹽水層、枯竭的油氣田和采煤層，在地質(zhì)封存的同時(shí)，起到強(qiáng)化提高石油、地?zé)?、地層深部咸水等能源開采的作用[26].

國(guó)內(nèi)的地質(zhì)封存與利用技術(shù)主要以提高石油采集率為主，煤層氣驅(qū)替技術(shù)目前處于研發(fā)階段.以國(guó)內(nèi)油田的CO2驅(qū)油項(xiàng)目為例，吉林油田和新疆油田的注汽產(chǎn)油比分別為4.67∶1和3.57∶1，即注入4.67 t或3.57 t二氧化碳能夠產(chǎn)出1 t油.中科院武漢土力研究所等單位在鄂爾多斯盆地開展CO2驅(qū)煤層氣研究[27]，在2015年完成燃煤電廠CO2捕集和驅(qū)替煤層氣研究與試驗(yàn)示范，2018—2020年完成了CO2驅(qū)煤層氣關(guān)鍵技術(shù)研究.國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司在內(nèi)蒙古建成了世界上規(guī)模最大的深部咸水層地質(zhì)封存示范項(xiàng)目[28]，截止目前已封存30余萬(wàn)噸CO2.

3 總結(jié)與展望

3.1 鋼鐵行業(yè)碳排放現(xiàn)狀總結(jié)

（1）我國(guó)鋼鐵行業(yè)能源資源消耗密集且以化石能源為主，占全國(guó)碳排放總量18%以上，為碳排放量最高的非電行業(yè).（2）粗鋼產(chǎn)銷量大，粗鋼產(chǎn)量從21世紀(jì)初1.3億噸增長(zhǎng)至2020年的10.65億噸，鋼鐵生產(chǎn)將逐漸從以往的爆發(fā)式增長(zhǎng)進(jìn)入到平臺(tái)穩(wěn)定期，預(yù)計(jì)近些年粗鋼產(chǎn)量保持在10億～12億噸左右.（3）我國(guó)鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)工藝流程以噸鋼CO2排放量為1.7～2.2 t的長(zhǎng)流程高爐-轉(zhuǎn)爐為主，其生產(chǎn)的粗鋼比例約占總產(chǎn)量的90%，而噸鋼CO2排放量為0.6 t的短流程電弧爐煉鋼的粗鋼產(chǎn)量?jī)H占10%.但我國(guó)電費(fèi)偏高，缺少足夠用于電爐的廢鋼，且廢鋼質(zhì)量參差不齊，廢鋼進(jìn)口受到國(guó)外管制，以煤和焦炭為主的高爐煉鐵為核心的長(zhǎng)流程制造工藝近些年不會(huì)發(fā)生根本變化.（4）直接還原煉鐵技術(shù)在國(guó)內(nèi)剛剛起步，且國(guó)內(nèi)“富煤、貧油、少氣”的能源現(xiàn)狀限制其快速發(fā)展.

3.2 鋼鐵行業(yè)低碳排放技術(shù)路線展望

鋼鐵行業(yè)低碳排放技術(shù)路線展望如下：

（1）通過(guò)優(yōu)化工藝生產(chǎn)流程的方式減少工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的直接碳排放，利用副產(chǎn)能源重整技術(shù)提高能源利用效率，降低間接碳排放.高爐煉鐵作為碳排放量最高的工序，應(yīng)首先對(duì)其進(jìn)行升級(jí)改造，可采取氧氣鼓風(fēng)高爐爐頂煤氣循環(huán)+氫氣噴吹+CCUS組合技術(shù)，預(yù)計(jì)生產(chǎn)每噸粗鋼可減少500 kgCO2排放.另外在降碳方面應(yīng)優(yōu)先選用高成熟度減碳技術(shù)，如1000 mm超厚料層低碳燒結(jié)技術(shù)、長(zhǎng)流程廢鋼預(yù)熱技術(shù)和CO2轉(zhuǎn)爐高爐底吹技術(shù)，有效支撐2030年碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).

（2）改變鋼鐵行業(yè)能源結(jié)構(gòu)，高CO2排放因子煤炭應(yīng)逐漸一步一步轉(zhuǎn)變?yōu)槊簹狻烊粴狻鷼錃馇鍧嵞茉磳?shí)現(xiàn)鋼鐵碳零排.采用碳含量較低的燃料和/或還原劑，降低工業(yè)過(guò)程產(chǎn)生的直接碳排放.利用光伏發(fā)電、風(fēng)能和地?zé)崮艿惹鍧嵞茉窗l(fā)電替代火力發(fā)電，減少因能源消耗產(chǎn)生的間接碳排放.另外，廢棄生物質(zhì)的使用還有許多潛在的好處，包括回收其能量含量、節(jié)約不可再生化石燃料、降低生產(chǎn)成本和消除垃圾填埋場(chǎng)處理.未來(lái)可使用廢塑料和廢輪胎(其中也含有一些鐵)代替一些煤在鋼鐵廠和電弧爐中生產(chǎn)鋼鐵.

（3）大力發(fā)展CO2捕集與碳循環(huán)鋼化聯(lián)產(chǎn)碳負(fù)排技術(shù)，進(jìn)一步深度脫碳.預(yù)計(jì)2050年鋼鐵行業(yè)粗鋼產(chǎn)量為7億噸[18]，短流程電爐煉鋼占比與當(dāng)前美國(guó)相同，達(dá)到70%（碳排放因子取生產(chǎn)每噸粗鋼約排放0.6 t CO2），長(zhǎng)流程氧氣鼓吹氫基高爐占比達(dá)到30%（碳排放因子取生產(chǎn)每噸粗鋼排放約 1.4 t CO2），則 2050 年排放約6.88 億噸 CO2，碳中和難度大，需要通過(guò)末端碳捕集的方式才能實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)碳中和.目前碳捕集成本較高，約為400～500 ￥·t-1CO2，占 CCUS 總成本的 60%～70%，其商業(yè)可行性很大程度取決于政府制定的碳排放稅碳和交易價(jià)格（2021年國(guó)內(nèi)碳交易市場(chǎng)每噸二氧化碳的開市價(jià)格約為50元）.當(dāng)CCUS的技術(shù)、資金和成本障礙被克服后才可以實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)真正的碳中和.