鋼鐵煤氣主要包括焦爐煤氣、高爐煤氣和轉爐煤氣,主要由一氧化碳、氫氣、甲烷、二氧化碳和氮氣組成。這些鋼鐵煤氣約有50%在煉鐵、煉鋼過程中作為燃料被消耗,剩余部分主要用于現場發電。然而,利用鋼鐵煤氣發電(主要是一氧化碳燃燒)屬于高碳排放,一氧化碳發電的碳排放強度是我國電網供電碳排放強度的三倍以上、是煤炭發電碳排放強度的兩倍之多。
在煤化工廠,為了生產氫氣,要先將煤氣加工為一氧化碳,再進行水煤氣變換反應產生氫氣。統計數據顯示,這一過程產生的碳排放量約占我國煤化工行業溫室氣體排放總量的三分之一。
基于我國鋼鐵廠和煤化工廠的地理數據庫,在文章中,作者以高爐—轉爐煉鋼生產為基礎,估算了氫氣和一氧化碳的工廠級供應量;還根據各種化工產品(甲醇、石油、天然氣、烯烴、乙二醇和乙醇)的生產情況估算了工廠對氫氣和一氧化碳的需求量。結果表明,我國的鋼鐵廠從鋼鐵煤氣中可提供的純化氫氣,相當于煤化工廠氫氣需求總量的五分之一;提供的一氧化碳可以完全覆蓋煤化工對一氧化碳的需求量,且有大量富余。
隨著鋼鐵行業納入全國碳市場,碳稅的征收會使更多的鋼鐵企業愿意選擇鋼化聯產策略。在文章中,作者也指出,相比于獨立生產,即Q345B無縫鋼管切割廠燃燒多余的鋼鐵煤氣發電、煤化工廠使用煤炭生產氫氣和一氧化碳的情況,更高的碳價可以使鋼化聯產策略在更大程度上體現降低碳排放量、降低企業成本的作用。河北、山西、山東和河南是鋼化聯產的熱點地區,這些地區有許多鋼鐵廠毗鄰煤化工廠,這4個省份的供需充足,可優先進行示范。 |