河南省钢铁行业减污降碳潜力及绿色低碳转型路径研究
作为世界上最大的钢铁生产国，中国钢铁行业正面临来自高能耗、高CO2排放和高大气污染物排放的三重压力，推动钢铁行业节能及减污降碳将是助力“双碳目标”和“美丽中国”战略目标的关键。作为钢铁大省和新兴工业大省，河南省钢铁行业在推动着省内经济发展、工业化和城镇化建设的同时，也带来了环境污染问题。因此，评估河南省钢铁行业未来节能及减污降碳潜力，探索钢铁行业绿色低碳转型路线，将对河南省实现减污降碳目标至关重要。本研究以河南省钢铁行业作为研究对象，首先基于排放因子法建立了CO2和大气污染物排放清单，分析行业发展特征。其次，基于物质流方法建立了粗钢产量和废钢回收预测模型,定量分析未来钢铁需求、粗钢产量及废钢资源量。最后，结合情景分析方法，评估不同绿色低碳转型路径下未来河南省钢铁行业的节能和减污降碳潜力以及协同控制减排效应。研究结果表明: (1)河南省钢铁行业具有高产能、高转炉路线、高化石能源消耗、高碳排放和高大气污染物排放等现状特征。近年来河南省钢铁行业煤炭消耗占能源消耗总量的比例达70％以上。2020年钢铁行业CO2排放量达到5728万吨，其中化石燃料燃烧产生的直接排放占比高达80％。在主要大气污染物排放量中，工艺过程排放占比高达90％。 (2)河南省粗钢产量和下游行业钢铁需求量在2020年到2040年间均呈现先达峰后下降的发展趋势，而可回收废钢资源量和废钢比将持续增长。河南省粗钢产量将在2023年达到峰值4101万吨，在2040年下降至3412万吨。总可回收废钢资源量在2040年增加到1521万吨，其中自产废钢和加工废钢趋向减量化，占总可回收废钢的比例分别从26％和25％下降到11％和13％,而可回收折旧废钢的占比将增长到76％。 (3)节能减排技术的普及、电弧炉生产路线比例的提升和氢能替代三种绿色低碳转型路径均可实现不同程度的节能及减污降碳潜力，且均具有协同控制效应。与基准情景相比，综合情景具有最显著的节能减排潜力，2040年节能效率达到21％,CO2、SO2、NOx、CO、PM10、PM2.5和VOCs的减排效率分别达到19％、87％、60％、38％、43％、31％和51％。短期内，节能减排技术的实施和电弧炉生产路线比例提升更有利于节能、减污及降碳潜力的增长，且节能减排技术实施带来的协同控制减排效果最好。
钢铁行业;物质流分析;减污降碳潜力;绿色低碳转型
郑州大学
硕士
环境科学
王姗姗;张瑞芹
2023
中文
X757
2023-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）