国家标准计划《近零碳排电弧炉炼钢技术规范》由 605(中国钢铁工业协会)归口 ,主管部门为中国钢铁工业协会。
主要起草单位 北京科技大学 、冶金工业信息标准研究院 、河钢集团有限公司 、中信泰富特钢集团股份有限公司 、鞍山钢铁集团公司等 。
| 编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
|---|---|---|---|
| 1 | EN | 北京科技大学、冶金工业信息标准研究院 | 目前,世界钢铁制造普遍采用的炼钢方式主要有转炉炼钢和电炉炼钢两种。电弧炉炼钢以废钢为主要原料,具有流程短、绿色环保等特点,其全废钢吨钢坯CO2排放约400-600 kg/t,不足高炉-转炉长流程的1/3,具有明显的环保优势。因此,世界各国普遍比较重视发展以废钢为主原料的电炉短流程炼钢生产工艺,美国电炉钢比例为62.7%,欧洲电炉钢比例为39.4%,韩国电炉钢比例为30.4%,日本电炉钢比例为22.9%。但传统全废钢电弧炉炼钢工艺从钢铁工业“碳中和”的角度看,碳排放仍然偏高。近零碳排电弧炉炼钢是指采用绿色清洁能源冶炼低碳或微碳原辅材料,通过“非涉碳”冶炼技术生产钢坯,从而实现炼钢过程二氧化碳的近零排放。面对全球应对气候变化行动,非常有必要同步制定国家标准外文版,推动中国先进低碳技术及装备“走出去”,加强国际交流与合作,共同推动全球钢铁工业的低碳转型。 |
《国家标准化发展纲要》提出要完善绿色发展标准化保障,其中“(十一)建立健全碳达峰、碳中和标准”明确“加快节能标准更新升级,抓紧修订一批能耗限额、产品设备能效强制性国家标准,提升重点产品能耗限额要求,扩大能耗限额标准覆盖范围,完善能源核算、检测认证、评估、审计等配套标准。
实施碳达峰、碳中和标准化提升工程。
” 《“十四五”推动高质量发展的国家标准体系建设规划》二、建设重点领域国家标准体系(三)制造业高端化领域9.绿色制造标准。
提出“开展产品设计、生产过程、使用、回收及再利用等全生命周期的标准制定。
加快制定工厂、工业园区绿色化创建、评价与服务等领域标准。
重点健全绿色供应链国家标准体系,完善再制造标准体系。
” 《建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案》二、重点任务(二)加强重点领域碳减排标准体系建设中明确5. 加强工业绿色低碳转型标准制修订提出“加快节能低碳技术、绿色制造、资源综合利用等关键技术标准制修订工作”。
《“十四五”工业绿色发展规划》三、主要任务(八) 加快关键共性技术攻关突破。
针对基础元器件和零部件、基础工艺、关键基础材料等实施一批节能减碳研究项目。
集中优势资源开展减碳零碳负碳技术、碳捕集利用与封存技术、零碳工业流程再造技术、复杂难用固废无害化利用技术、新型节能及新能源材料技术、高效储能材料技术等关键核心技术攻关,形成一批原创性科技成果。
钢铁行业是我国重要的原材料行业和国民经济的支柱产业,但同时也是我国工业领域实施碳减排的重点领域。
2023年我国粗钢产量10.19亿吨,占世界的53%以上,产生的CO2排放占全国的16%左右。
降低化石能源消耗,减少CO2排放总量和排放强度,已成为钢铁行业的重要任务。
电弧炉炼钢以废钢为主要原料,具有流程短、绿色环保等特点,其全废钢吨钢坯CO2排放约400-600 kg/t,不足高炉-转炉长流程的1/3,具有明显的环保优势。
因此,发展电弧炉短流程是我国钢铁行业的一大重要发展趋势。
但传统全废钢电弧炉炼钢工艺从钢铁工业“碳中和”的角度看,碳排放仍然偏高。
为实现电炉炼钢进一步深度降碳,近零碳排电弧炉炼钢工艺技术被提出,包含冶炼过程碳近零、能量来源碳近零、原料生产碳近零3个方面,其目标是最终实现炼钢工序碳近零,为钢铁工业迈向碳中和奠定技术基础。
近零碳排电弧炉炼钢是指采用绿色清洁能源冶炼低碳或微碳原辅材料,通过“非涉碳”冶炼技术生产钢坯,从而实现炼钢过程CO2的近零排放。
绿色清洁能源是指生产过程采用无CO2排放的能源:包括太阳能、风能、核能、氢能及谷电(注:部分谷电可不计碳排)等,由于能量来源上不再利用碳的氧化放热反应,从源头上杜绝CO2的产生及排放。
低碳或微碳原辅料是指在原辅料本身生产过程也不涉及或者少涉及含碳反应,从而在原辅料来源和原辅料碳含量上减少CO2的排放。
“非涉碳” 冶炼技术是指炼钢生产中不涉及碳的使用而完成冶金任务,包括:熔池脱磷、钢液脱气、泡沫渣形成、辅助能源等,生产成分温度合格的钢坯。
通过以上流程技术创新,大幅降低电弧炉炼钢过程的碳排放,使其低于150kg/吨钢,趋近于零排放的目标。
近零碳排电弧炉炼钢技术已经获得国家相关攻关项目支持,在河钢集团、中信泰富特钢集团、鞍钢集团等国内多家钢企开展技术应用,为钢铁工业实现近零碳排绿色高质量发展起到重要技术示范和引领作用。
但该技术目前尚无相应的标准,严重影响着该技术推广,急需统一的标准填补空白,以促进先进低碳炼钢工艺技术的应用,推动行业节能减排。
本标准主要内容包括近零碳排电弧炉炼钢技术,主要包含能量来源碳近零技术、冶炼过程碳近零技术、原料生产碳近零技术以及能效碳排核算技术,规定了以上四种电弧炉近零碳排电弧炉炼钢技术的系统组成、基本要求、运行与管理要求、安全要求。适用于70t以上的新型近零碳排炼钢电弧炉设计、施工、运行与管理。其依据为: (1)能量来源碳近零技术:以满足电弧炉的冶炼用电需求为核心,对采用绿电供给电弧炉时的供电设备要求与运行管理方式进行了规定。根据电弧炉所在地绿电资源分布情况和电弧炉供电系统组成及供电需求情况,划分为系统组成、基本要求、运行与管理要求、安全要求几大部分。在满足企业生产需求的基础上追求技术的先进性,合理性和实用性,为实现近零碳排电弧炉炼钢中的能量来源碳近零提供条件。 (2)冶炼过程碳近零技术:对电弧炉炼钢过程中,低碳化的化学能输入以及钢液净化手段进行了规定。根据具体的化学能输入手段与相关设备,划分为系统组成、基本要求、运行要求、安全要求几大部分。通过将化学能输入环节和钢液净化环境低碳化,降低电弧炉冶炼过程中的碳排放。该部分对冶炼过程碳近零技术的设备组成部分及运行方式做了较为完整的技术规定,以满足电弧炉企业高效低碳生产的需求; (3)原料生产碳近零技术:对电弧炉炼钢过程中所采用的原辅料的生产低碳要求及其使用方式进行了规定。根据各类原辅料的来源与生产方式差异,分为系统构成、基本要求、使用要求两大部分。通过降低炼钢原辅料的生产源头碳排放以及将低碳原料的使用方式规范化,在满足炼钢生产的同时,降低由原料带来的间接碳排放,为实现近零碳排电弧炉炼钢中的原料生产碳近零提供条件。 (4)能效碳排核算系统:对电弧炉炼钢过程的能源消耗与碳排放测算系统的数据采集和运行要求进行了规定。根据电弧炉的能量组成、能源消耗与物料消耗方式,划分为系统构成、基本要求、运行要求三大部分。该技术对电弧炉炼钢过程的能源消耗与碳排放情况进行综合测算与评估,以优化炼钢过程能效,发掘潜在的减碳环节,实现电弧炉炼钢的进一步高效化与低碳化。