摘要：为了缓解全球气候变暖,应对碳关税等国际贸易形式对中国钢铁行业带来的冲击和影响,助力钢铁行业早日实现“碳达峰+碳中和”的目标.基于中国钢铁行业碳排放现状与钢铁企业碳管理的痛点,本文通过深度融合数字化技术,创新提出了数字化技术赋能钢铁行业应用架构,通过分析钢铁行业数字化碳管理的典型案例,讨论了不同阶段数字化碳管理体系建设的侧重点,并针对性地提出了相应的应对策略.本文提出的数字化碳管理的架构应该主要包括四个层次:基础设施层&数据采集层、数据运算层、业务应用层和用户层.数字化碳管理在钢铁行业的应用场景应该主要包括碳核算、碳账户、碳全景、碳结构&碳比对、碳交易、碳报告、碳咨询、能碳协同、低碳指数、供应链产品碳足迹管理,产品实时碳足迹跟踪、数字化碳标签、识别节能潜力和生态设计等.通过研究钢铁行业数字化碳管理的典型应用案例,探讨了数字化碳管理技术应用在钢铁行业的展望,按照钢铁行业是否纳入全国碳交易市场,将中国钢铁行业数字化碳管理体系的建设分为两个阶段,认为政府部门应该发挥在数字化碳管理体系建设过程中的主导作用,在健全数字化碳管理相关标准和法规体系的同时,应该注重数字化碳管理人才的培养,紧密对接企业现有的信息化系统,并提出了“六化一体+多平台”的钢铁行业数字化碳管理的发展趋势,即“一主体+多平台”的低碳产品评价认证体系,和具有标准化、国际化、一体化、安全化、资产化和本土化特点的数字化碳管理体系.将数字化碳管理技术应用到钢铁行业,能够更好地解决钢铁行业碳管理的乱象和企业碳管理的痛点,降低钢铁行业碳管理的门槛,提高钢铁行业碳管理的效率,保障碳数据在传递过程中的安全.

摘要：中国钢铁行业的节能工作经历了单体设备节能、系统节能阶段和重大节能技术普及阶段,进入到现在的能量流网络化运行、提升能源转换功能阶段,取得了显著成就。钢铁行业面临的节能减排形势越来越严峻,近年来吨钢综合能耗虽然仍在进一步降低,但降幅已经很小,甚至有的年度略有回升。在当前的理论、技术条件下,节能空间越来越小已是不争的事实,准确判断节能的可能性及其潜力十分重要。铁前系统是钢铁制造流程的重点耗能环节,以铁前系统能耗分析为例,提出了理论最小能耗、基准能耗的概念,结合工厂实践,给出了理想工况、基准工况确定的依据及理论最小能耗和基准能耗计算方法,并计算了焦化工序、烧结工序和炼铁工序理论最小能耗和基准能耗。对理论最小能耗与基准能耗、实际能耗与基准能耗进行对比分析,在分析理想工况与基准工况、实际工况与基准工况差异的基础上,分别提出了焦化工序、烧结工序和炼铁工序的节能措施与节能方向;应用系统节能理论的e-p分析法,从铁前系统结构、设备规模、原燃料条件及节能技术应用与能量流网络等方面分析了铁前系统影响因素的影响规律,提出了铁前系统节能措施与方向,研究结果可为合理评估钢铁行业铁前系统节能潜力提供理论支撑。

摘要：通过对国内外钢铁行业低碳发展形势、CO_(2)排放数据基础、CO_(2)排放因子、“双碳”工作存在的问题等方面进行分析,指出构建具有公益属性的钢铁行业碳排放管理与服务平台对提高钢铁行业“双碳”服务能力具有重要意义,且符合国家“双碳”战略导向。以钢研碳云平台的建设为例,介绍了钢铁行业碳排放管理与服务平台的系统架构及其在碳排放核算管控与产品碳足迹计算方面的应用,并验证了平台应用的可靠性;针对钢铁行业碳排放数据存在的痛点,提出了基于区块链技术建设钢铁行业可信碳排放数据存证管理与服务平台以及3类应用场景开发的设想。

摘要：为了更好地应对碳边境调节机制(Carbon Border Adjustment Mechanism, CBAM)对中国钢铁行业带来的冲击和影响,减缓全球气候变暖,系统地介绍了CBAM的最终法案、计算方法和目前存在的问题。经研究和分析发现,CBAM对中国钢铁行业的影响主要在增加钢铁产品成本、削弱中国钢铁行业国际竞争力、推进中国钢铁行业低碳转型等方面。通过设置不同的碳排放强度和碳市场交易情景,以1 t生铁为例,分析和预测了CBAM法案可能对生铁出口欧盟成本产生的影响。最后,针对性地提出应对策略,如加强中国钢铁行业顶层设计、加强国际合作和交流、进一步推进“六化一体+多平台”发展模式的数字化碳管理建设和应用,在提高钢铁行业的国际影响力和话语权的同时,应该激发钢铁企业节能降碳的主观能动性。

摘要：炼铁-炼钢界面连接钢铁生产中高炉和转炉两大重要生产工序,关系到钢铁制造流程的整体优化。“一罐到底”是近年来新兴起的炼铁-炼钢区段“界面技术”,基于“一罐到底”流程的炼铁-炼钢界面运行规律和调控优化技术的研究十分必要。目前对炼铁-炼钢界面中众多复杂的次界面的解析尚不深入,对炼铁-炼钢界面动态运行过程仿真亟待开展。时间、温度和物质量是贯穿于钢铁制造流程的基本参数,因此,炼铁-炼钢界面的调控以铁水罐周转过程为载体,以上述3个参数为调控对象,以这些参数的一体化控制与优化为目标。基于现场运行实绩,以“机车+天车”模式的炼铁-炼钢界面为例,分析炼铁-炼钢界面物质流运行的特征和调控目标,并对其动态运行过程进行“事件-时间”解析,确定构成界面的各个次界面环节,以及各过程/事件的时间域、时间周期及其概率分布,梳理炼铁-炼钢界面动态运行过程规则。在此基础上,采用FlexSim软件,建立了高炉出铁、铁水运输和炼钢等过程的仿真模块,并根据各模块运行规则和模块之间的关联规则,集成为高炉-转炉区段仿真模型。该模型为炼铁-炼钢界面深度解析与优化提供了研究试验平台。模型应用于260 t铁水罐周转过程仿真,得到铁水罐配置的优化方案。

摘要：本文通过对铁前系统碳素流和能量流进行分析,并基于碳素平衡原理,构建工序层级和铁前系统层级的碳素流输入-输出模型,得出焦化工序的煤气燃烧、烧结工序的固体燃料和点火煤气消耗、炼铁工序焦炭和喷煤消耗的碳排放潜力最大,同时指出改变铁前系统能源结构和重视高炉煤气和焦炉煤气的回收与低碳化利用以及开发节能新技术是解决铁前系统CO_(2)排放问题的重要措施。

摘要：随着节能工作的开展,中国钢铁工业在传统的技术体系下节能难度越来越大,节能空间越来越小,在高质量发展叠加能耗双控向碳排放双控约束的新时期,钢铁工业进入能源高效转化、能量流智能调控和集成匹配优化的新阶段。能量流网络化运行与智能化调控是进一步挖掘节能潜力的重要手段。能量流网络建模是能源系统智能调控和集成匹配优化的基础。Petri网作为描述网系统的形式化模型,是描述有向网系统单元之间关系及其资源变化的建模工具。为描述“混杂系统”,将库所和变迁区分为连续的和离散的2种类型,以表征连续变量和离散事件,构成混杂Petri网。基于冶金流程工程学,分析钢铁制造流程及其能量流网络系统的本构性特征,从系统的角度解析钢铁制造流程能量流网络作为“有向网”所具有的系统结构及其动态运行特征。通过形式化抽象,基于混杂Petri网建模方法,构建了钢铁制造流程能量流网络模型。该模型可对能量流网系统内要素之间的关系进行定性和定量描述,从而形象、逼真地反映系统结构和动态行为特性。以典型钢厂为例建立了能源转换环节的Petri网模型,并基于一个样本日的生产实绩,以1 h时间步长用Matlab软件进行了仿真。仿真结果表明,模型与实际系统符合性较好。该方法可为钢铁制造流程能量流网络系统能源利用状况评测和能源调度动态优化提供技术支撑。

摘要：随着钢铁企业节能环保工作深入推进,钢铁生产流程自身节能减排的潜力已十分有限。而且随着环保要求越来越严格,钢铁企业环保成本压力也越来越大,因此钢铁生产流程排放物资源化、高值化利用的多联产过程协同减排研究越来越受到重视。以钢铁生产流程为核心,以其过程排放物——渣、副产煤气及环保副产物的高值化利用为切入点,构建典型的钢铁-化产-建材多联产过程,分析多联产过程的节能减排效果,为钢铁企业节能减排提供新思路。

摘要：全球应对气候变化的进程在进一步加快,碳主题贸易规则和供应链碳中和要求不断提高,绿色低碳发展已成为全球钢铁行业战略竞争的制高点,同时,国内发展新质生产力要求的提出,进一步丰富了新时代下钢铁行业绿色低碳高质量发展的内涵。在此基础上,从行业顶层设计、EPD平台建设、低碳排放钢标准制订、极致能效工程推进、低碳前沿技术研发推广等5方面总结了中国钢铁行业低碳发展实践;分析了1991—2022年中国钢铁行业碳排放的历史过程,结果表明,中国钢铁行业在过去30年间取得了明显的降碳效果;通过低碳发展路线图的分析,认为中国钢铁行业已于2010年前后进入碳排放量峰值平台期并将持续到2030年,开始步入绿色低碳发展新时代;未来若合理采用各类降碳措施,行业CO_(2)排放量将稳步下降,2060年钢铁行业剩余CO_(2)排放量约1亿t,需要进一步依靠CO_(2)捕集、利用和封存(CCUS)、碳汇等手段助力钢铁行业实现“碳中和”。在此基础上,指出未来在中国钢铁行业落实“双碳”工作的进程中,产能治理与产业布局、发展全废钢电炉流程、新能源利用、颠覆性低碳技术攻关、碳管理基础能力建设等关键问题是值得引起高度关注的,并对这些问题进行了探讨分析,进而提出相应的解决措施和政策建议。