MPI标准与认证专辑丨碳市场背景下钢化联产技术前景与标准研究
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碳市场背景下钢化联产技术前景与标准研究
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在全球应对气候变化、积极推进碳减排的大背景下，钢铁行业作为碳排放的重点领域，其绿色转型迫在眉睫。同时，随着《全国碳排放权交易市场覆盖钢铁、水泥、铝冶炼行业工作方案》发布实施，外购电力不作为组织碳排放的核算范围，副产煤气利用方式可能会发生重大变革。在新的规则下，钢化联产具有较大的发展前景，它以钢铁生产流程煤气资源为纽带，实现钢铁与化工的联合生产，将钢铁生产中的副产煤气高效利用，转化为多种化工产品，既促进了我国化工产品的多元供应，又实现了碳元素的固定，大幅减少了钢铁企业的碳排放量，具有较好的发展前景。
一
钢化联产政策背景
（一）国家鼓励并推动钢化联产发展
2021年10月，国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》明确指出“推广先进适用技术，深挖节能降碳潜力，鼓励钢化联产”。2022年2月，国家发改委、工信部和生态环境部联合印发的《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》中，再次强调“积极推进钢铁与建材、电力、化工、有色等产业耦合发展”。随后，工信部印发《工业能效提升行动计划》《工业领域碳达峰实施方案》等多项政策文件均提出鼓励钢化联产等跨产业跨领域耦合的多联产发展。此外，2024年工信部正式印发《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南》，在“协同降碳”子项中，钢化联产领域标准作为重点方向之一。这些政策文件为钢化联产的发展指明了方向，也凸显了制定相关标准的紧迫性与必要性。
（二）碳交易规则下钢化联产发展前景
生态环境部于2025年3月26日发布《全国碳排放权交易市场覆盖钢铁、水泥、铝冶炼行业工作方案》，标志着钢铁行业正式被纳入全国碳排放权交易市场。结合此前发布的《企业温室气体排放核算与报告指南钢铁行业》（CETS-AG-03.01-V01—2024），核算规则发生重大改变，明确指出钢铁企业外购电力不再被算入组织的碳排放量。在此新规之下，钢铁企业利用副产煤气发电的优势不再如以往显著，由于企业自发电的碳排放计入企业自身，企业在能源利用决策上需要重新考量。而钢化联产模式迎来发展机遇，将混合煤气进行分离提纯后作为化工原料，合成甲酸、甲醇、乙二醇等化工产品，成为钢铁企业在碳交易规则下实现降碳与多元化发展的新方向。
二
钢化联产现状
（一）钢铁企业实践
近年来，钢铁企业聚焦钢铁流程副产煤气高效清洁利用，一直在积极探索钢铁、化工联产绿色发展新模式。在利用副产煤气作为合成化工产品原料研究中，已开展多项示范工程，如制甲醇、乙醇、甲酸、乙二醇等。主要工艺流程见图1。
图 1 钢化联产工艺流程图
（来源：钢铁 – 化工联产系统构建及未来发展趋势，钢铁研究学报，第 35 卷第 4 期）
山西晋南钢铁于2017年启动焦炉气制乙二醇项目，由旗下山西沃能化工科技有限公司负责实施。作为全国首套采用焦炉煤气与转炉煤气耦合制乙二醇的项目，原料气经脱氧、脱磷、脱硫净化，分离出LNG、CO和H2等关键成分，并催化合成乙二醇，工艺流程见图2。在整个生产过程中，焦化工序及转炉工序副产煤气被充分利用，副产氢气回输炼铁工序，实现全闭环模式。2022年项目通过科技成果鉴定，达到国际先进水平。山西晋南钢铁不仅实现了“以化固碳”的目标，践行了绿色发展理念，提升企业竞争力，更为钢铁、化工行业耦合降碳提供示范。
图 2 山西晋南钢铁焦炉 – 转炉煤气制乙二醇工艺流程图
（来源：钢厂煤气资源化利用技术进展，冶金经济与管理，2020 年第 1 期）
山东石横特钢积极响应绿色转型号召，2017年1月启动转炉煤气制甲酸项目，于2018年4月建设投产全球首套以转炉煤气为原料气制甲酸的钢化联产项目。副产的转炉煤气经除尘、压缩、脱硫、脱水、除氧及变压吸附等工序后，成功得到纯度为98.5%的CO，为后续甲酸合成提供了高品质原料气。该项目已稳定运行多年，不仅实现了资源的高效利用，还为企业带来了显著的经济效益，同时也为钢铁行业钢化联产提供了可复制、可推广的成功示范，引领行业迈向绿色低碳发展新征程。
（二）钢化联产相关标准
标准化是绿色低碳技术发展的重要基础性工作，对推动钢铁行业钢化联产技术的实施意义重大。开展标准制定工作，能为企业提供清晰规范，防止市场乱象发生，促使钢化联产朝着健康、有序的方向迈进。通过参与标准制定，企业能深度剖析钢化联产技术过程，精准把握技术要点与发展趋势，提前布局研发与生产。当前，已有多项钢化联产技术实现标准化，具体见表1。
表 1 现有钢化联产标准
三
钢化联产系列标准对行业的推动作用
（一）规范行业秩序
系列标准的出台为钢化联产的设计、建设、运营提供了统一的依据和规范，避免企业在项目实施过程中的盲目性和随意性。通过明确技术流程、产品质量、设备材料以及安全环保等方面的要求，使行业内各企业的生产活动有章可循，有效减少低水平重复建设和市场恶性竞争，促进行业的健康、有序发展。
（二）提升资源利用效率
在标准的引导下，企业更加注重钢铁副产煤气资源的深度开发和高效利用。通过优化技术流程，提高煤气的分离提纯效率，使更多的CO、H2等副产气转化为高附加值的化工产品，减少资源的浪费，提高整个产业链的资源利用效率，实现资源的最大化利用。
（三）增强企业竞争力
符合标准的钢化联产项目，由于产品质量有保障、生产过程安全环保、资源利用效率高，能够降低企业的生产成本，提高产品的市场竞争力。同时，随着国家对绿色低碳产业的政策支持力度不断加大，符合标准的企业在项目审批、资金扶持、税收优惠等方面将获得更多的政策红利，进一步提升企业的综合竞争力，促进企业的可持续发展。
（四）助力碳减排目标实现
钢化联产本身就是一种有效的碳减排技术，系列标准的实施促进企业采用更先进的技术和设备，提高生产过程中的固碳水平，将更多的碳元素转化为化工产品，减少碳排放。同时，通过规范企业的生产活动，降低了生产过程中的废气、废水、废渣排放，间接减少了碳排放，有力推动钢铁行业实现碳达峰碳中和目标。
四
结论
在碳交易规则下，钢化联产作为一种固碳技术将迎来新的发展机遇。标准是推动绿色低碳技术发展的重要手段，通过标准制定与实施，规范技术流程、保障产品质量、明确设备材料要求以及强化安全环保准则，为钢化联产项目的健康发展奠定了坚实基础。随着标准的不断完善和广泛推广，未来将有更多的钢铁企业加入钢化联产的行列中来，推动行业朝着规模化、规范化、绿色化的方向持续发展，为我国实现“双碳”目标以及工业领域的可持续发展做出更大的贡献。
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