毛新平：双碳是挑战，基础科学研究与关键技术创新要跟上

“钢铁作为重要的基础结构材料得到广泛应用，为我国经济社会特别是国防建设作出了突出的贡献，但是在双碳的背景之下，应该说我们面临着严峻的挑战。”10月25日，在第十四届中国钢铁年会全体大会上，北京科技大学碳中和研究院院长、中国工程院院士毛新平强调了低碳工作对于钢铁工业的重要性和紧迫性，并分析了钢铁工业实现碳中和的主要路径以及相关的基础科学问题与关键技术。

毛新平首先从三个方面分析了钢铁工业低碳工作的重要性和紧迫性。

第一，钢铁是高载能、高能耗、高排放行业，2022年我国钢铁工业CO2排放量为18.23亿吨，占我国全社会CO2排放量的16%，位居制造业之首。碳中和背景下，我国钢铁工业面临巨大挑战。

第二，欧盟碳边境调节机制CBAM将于2023年10月1日开始试运行，过渡期至2025年12月31日，2026年1月1日正式起征，并在2034年之前全面实施。据相关部门的初步估算，如果按照现在这样的一个机制，我国钢铁产品大概一吨产品要征收1100元人民币的碳边境调节机制的关税。

第三，以汽车为代表的钢铁下游用户对钢铁制造过程的碳减排提出了具体且迫切的需求。

“钢铁产品的低碳工作实际上就在眼前，它不光影响到企业发展的问题，对很多企业来讲，它已经涉及到我们生存的问题。”毛新平强调道。

随后，他具体分析了我国钢铁工业实现碳中和的三条主要路径。

路径一是基于高炉—转炉传统长流程的极致减碳。基于现有的高炉—转炉长流程，通过过程极致能效、富氢氧气高炉、转炉大废钢比、二氧化碳捕集利用等关键技术的研发与应用，预计可实现减碳20%~40%。

路径二是以电炉为核心的短流程冶炼。基于再生钢铁原料、氢基直还铁等多元低碳炉料，匹配200t以上大型电炉，实现短流程治炼，预计可实现减碳60%-95%。

路径三是以氢基直接还原+熔炼炉（OBF）+转炉（BOF）的低碳技术路线。采用氢基直接还原（DRI)+熔炼炉（OBF）提供液态铁水，采用转炉（BOF）进行钢水治炼，预计可实现减碳70%~90%。

毛新平指出，这三条路径都有很多的基础科学问题和关键技术问题需要进一步研究和解决。为此，北京科技大学专门成立了碳中和研究院，设置了7个方向的研究团队，进行基础理论方面的探索和具体项目的研究。其中，氢冶金、电炉炼钢、再生钢铁原料高质化利用是三个亟待解决的关键科学问题。在低碳炼铁技术领域，要重点研究富氢碳循环氧气高炉、零重整富氢直接还原工艺、炉外重整氢基直接还原炼铁等关键技术；在转炉低碳冶炼技术领域，要重点研究转炉大废钢比冶炼技术、转炉CO2炼钢技术；在电炉炼钢工艺技术领域，要重点研究全流程CO2-Ar动态底吹高效控N技术、基于CaCl2-O2喷吹的钢液气化Cu技术、近零碳排电炉炼钢工艺技术；在近终形制造高性能钢铁材料领域，要重点推进基于薄板坯连铸连轧以及基于薄带铸轧的高性能汽车用钢研发。

“碳达峰、碳中和将会给我国经济社会带来系统、影响深远的社会变革，是一次深刻的产业革命、更是一次极具挑战的科技革命。实现钢铁工业碳中和，需要系统的基础理论和系列的重大技术创新，还需要海量的科技资源和资金投入，全行业、全社会的支持势在必行，全新的创新机制和模式是重要的前提。”毛新平表示，“希望大家能够积极参与，我们来共同构建一个围绕中国钢铁工业碳中和的国家战略科技平台的建设。”