论文标题：Development of Direct Reduced Iron in China: Challenges and Pathways

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.04.025

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中南大学张鑫研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2024年10月刊发表“Development of Direct Reduced Iron in China: Challenges and Pathways”（中国直接还原铁发展的挑战与途径）一文，指出钢铁行业是国民经济发展的重要支撑产业，同时也是典型的能源密集型行业，碳排放强度高，是中国绿色低碳发展的重要领域。中国钢铁生产的主要流程为高炉–转炉（BF–BOF）长流程，该工艺能耗和碳排放强度均较高，且高度依赖炼焦煤。近年来，在国家“双碳”目标及相关政策的引导下，钢铁生产部门在节能降耗和减排方面取得了重要进展，通过超低排放改造实现吨钢碳排放强度的降低。然而，由于粗钢产量巨大，中国钢铁行业的碳排放量仍占碳排放总量的15%左右。与传统长流程相比，以直接还原铁（DRI）+废钢为炉料的电炉（EAF）炼钢短流程碳排放量较低，且能够减轻钢铁行业对铁矿石和炼焦煤资源的依赖，是钢铁产业绿色低碳化转型的有效途径。其中，以气基工艺生产的DRI+废钢短流程比以煤基工艺生产DRI+废钢短流程更具发展前景。然而，中国直接还原铁产量低，需求缺口大，直接还原铁的短缺已成为中国发展电炉短流程炼钢的限制性因素之一。文章重点讨论了中国发展直接还原铁面临的挑战及途径，并得出以下结论：以焦炉煤气（COG）和炼化副产气替代天然气是现阶段中国发展气基直接还原较为清洁且经济可行的途径；随着能源革命的推进，可采用化石能源制氢结合碳捕集、利用与封存技术（CCUS）进行过渡，并逐步向可再生能源制备绿氢生产直接还原铁的模式转型；同时，进一步开发铁矿石深加工技术和新型黏结剂是制备优质直接还原用球团炉料的重要途径，此外还需开发铁精矿一步法气基还原等新技术，进一步发展和完善直接还原工艺。

关键词：

直接还原铁 ; 碳排放 ; 能源 ; 氢气 ; 直接还原工艺

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https://www.engineering.org.cn/engi/EN/10.1016/j.eng.2024.04.025

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