零排放技術將使印度鋼鐵工業受益

隨著二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟化氣體等溫室氣體的快速增加，全球範圍內的氣候變化日益加劇。其他有害排放物和標準污染物也對公共健康和社會經濟發展構成了潛在威脅。

印度在全球溫室氣體的排放總量中佔到了約6%，而印度國內近79%的排放來自能源和製造行業。2015年12月12日，全世界195個國家+歐盟在法國巴黎召開了第21屆聯合國氣候變化大會（COP21），並簽署了多邊協議，承諾盡量將地球溫度相對於工業化前水平的上升幅度控制在2℃以內，並且努力爭取將其保持在1.5℃之內。這些國家均是《聯合國氣候變化框架公約》簽約國。而在COP21召開前夕，印度環境、森林與氣候變化部（MoEFCC）發布了有關「進一步減小能源和製造業顆粒物（PMs）、二氧化硫、氮氧化物（NOx）允許排放量」的公告。就印度本國的實際情況而言，這意味著需要在燃煤和燃油上引進突破性的新技術，同時投入大額資金用於減少製造業的溫室氣體排放。

1印度鋼鐵行業減少溫室氣體排放的國家政策

印度是全球第三大鋼鐵生產國，今後還有望躋身全球第二。鋼鐵工業佔到了印度溫室氣體排放總量的6.2%左右。印度鋼鐵管理局（SAIL）鋼鐵業務的排放量按照7%的累計年增長率逐年增長，或將從2016年的3.18億噸增至2020年的4.15億噸。

根據巴黎氣候協議的要求，印度自願在2030年之前將單位GDP碳排放強度減至2005年的33%-35%左右。為了減少鋼鐵行業溫室氣體排放，印度鋼鐵部門已經遞交了國家自主貢獻預案（INDC），按照每噸粗鋼計，2030年的二氧化碳排放量目標分別為：高爐-轉爐（BF-BOF）工藝路線2.2-2.4噸，直接還原鐵-電爐（DRI-EAF）工藝路線2.6-2.7噸。

2017年頒布的印度國家鋼鐵政策（NSP）在環境管理方面提出了廣泛的措施，其中尤為強調以下方面內容：1）採用最佳可行技術（BAT）；2）在PMs、硫化物和氮氧化物排放方面與國際先進標準對標，提高標準准入門檻；3）在鋼鐵生產過程中降低二氧化碳排放強度；4）將研發預算在財政收入的佔比提高到1%，用以鼓勵「顛覆性創新」。

2碳排放控制技術的主要問題

在全球範圍內，幾乎所有的綜合鋼鐵企業都在各自分廠安裝了各種環保型設備裝置，例如高產能利用率的高爐、煙氣脫硫（FGD）廠、配備電除塵器（ESP）的燒結廠、焦爐煤氣發電機組、高溫布袋除塵器、電除塵裝置電源控制器等。然而溫室氣體污染物似乎並未減少，這是因為現有的溫室氣體排放控制技術依舊存在一些不足：1）二氧化碳捕集技術尚未實現商業化應用；2）高資本支出和高運營成本；3）資源低效，佔用大量空間，消耗大量電力、水、化學物質和催化劑；4）電除塵器（ESP）在採集細微顆粒物（特別是PM2.5）方面無效，而布袋除塵器儘管可以處理任意的細微顆粒物，但是維護成本高；5）選擇性催化還原（SCR）脫硝法和FGD脫硫工藝消耗大量能源、水、化合物和試劑，因此資本支出高、運營成本高。

截至目前，受制於成本、地域和綜合技術（可處理所有排放物，而非單一的廢氣）等關鍵要素，還沒有一種理想的技術可以捕集、轉化、安全處理二氧化碳和其他化石燃料的排放物，特別是來自柴油和燃煤兩大化石燃料的排放物。因此，時至今日，人們更為迫切地需要一種這樣的排放物控制技術：可以綜合處理來自柴油、汽油、燃煤和其他化石燃料的所有污染物，而且成本低廉，幾乎適用於所有地區。

3提出零排放新技術

零排放技術（ZET）代表了一種控制污染物排放的新路徑，採用了電化學工藝。將某些電化學工藝設定在控制的溫度、壓力和液體介質等條件下，可以將化石燃料排放廢氣的各種成分進行轉化和濃縮，進而形成液態和半固態形式的複雜化合物。

ZET技術在柴油和燃煤廢氣方面的應用已經得到了證實。實際應用顯示，ZET技術在處理燃煤廢氣方面取得了顯著的效果，可以完全除去一氧化碳、碳氫化合物（HC）、氮氧化物、一氧化氮。二氧化碳和二氧化硫減排量分別達到99.9%和95%，而且在ZET反應器的排放口，可以將氧氣的排出量提高55%，如表1所示。煙煤釋放的廢氣通過ZET反應器時，在反應器中形成中間材料，並由第三方專家進行分析，如圖1所示。最終產品確認為瀝青和煤焦油瀝青，前者是一種具有價值的建築材料，後者多年被用於鋪裝和粘附的基礎材料，例如：屋面瀝青。

與此同時，ZET技術在柴油廢氣治理方面也取得了成功，可以完全去除一氧化碳、二氧化碳和二氧化氮，碳氫化合物和二氧化硫均減排99%，氮氧化物減排96%，見表2。

4零排放技術在鋼鐵工業的應用潛力巨大

如果ZET技術與鋼鐵工業的軋鋼廠和高爐實現完美結合，ZET將成為一項全新的減排技術，經過合理的改造和裝配，ZET設備裝置可以有效減少溫室氣體排放，這無疑將有助於實現甚至超越印度現行的碳排放標準。

ZET技術在鋼鐵行業的應用具有諸多優點：技術簡便可行，零配件不繁雜；可以處理單一反應器內的各種排放物，綜合能力強；資本支出和成本運營低。就碳、氮、硫減排的傳統技術而言，10年生命周期的成本約為3.9億盧比/兆瓦發電量。單就碳捕集技術而言，其10年生命周期的成本約為3.1億盧比/兆瓦發電量，與之形成鮮明對比的是，ZET技術的10年生命周期效益（非成本）為0.3億盧比/兆瓦發電量，可見，兩種技術在10年時間裡出現4.2億盧比/兆瓦發電量的顯著差異。

ZET技術其他值得一提的優點還包括：需要更小的空間；無需使用價格高昂的添加劑或催化劑；可直接利用鋼廠廢水，高效利用水資源；能源利用效率高，煙氣排放量少；可以按照規模化或模塊化單元設計，便於安裝和操作，減少了不必要的開支。

可見，ZET技術在現有減排系統上的應用將是一次「技術上的飛躍」，這是因為它可以綜合處理所有的排放物，而並非單一技術處理單一排放物，與現有技術相比，ZET還可節省相當可觀的成本。

5零排放技術將如何惠及印度鋼鐵工業

根據COP21協議，未來將ZET納入到國家自主貢獻預案（INDC）中，加快商業應用，減少鋼鐵工業二氧化碳和其他污染物的排放。就目前而言，印度鋼鐵生產的污染物排放量是全球先進標準的3倍，一氧化碳和二氧化碳主要源自高爐和焦爐的還原反應，加之燃煤的使用，會釋放出更多的硫化物、氮氧化物和二氧化碳。印度每噸粗鋼的二氧化碳排放量約為2.7噸，劣質燃煤更是加劇了鋼鐵工業的污染。通過運用ZET這類技術，將有助於減少鋼鐵工業污染物的排放，達到甚至超越印度環境、森林與氣候變化部的污染物既定標準，印度鋼鐵工業也有望未來在全球成為污染最輕的行業之一。

ZET有助於提高印度鋼鐵工業的生產效率和生產能力。印度國家鋼鐵政策的長遠目標就是打造可持續發展的現代化高效鋼鐵工業，達到世界領先水平。為了提高全球競爭實力，不僅需要在成本、治理和產品結構方面下功夫，生產效率和生產能力也應該與國際水平對標。ZET通過控制污染排放，將有助於鋼鐵廠提高能效，降低鋼鐵生產的治污成本。

鑒於燃煤和焦煤都是鋼鐵生產的要素，因此，ZET技術將使得印度和其他國家以更為清潔和綠色的方式，在鋼鐵生產中繼續使用煤。

另一方面，ZET技術的經濟優勢也是不言而喻的：將碳信用額作為收益來源之一；科學與工業研究理事會（CSIR）下屬礦物質和材料技術研究所（IMMT）提議最大限度利用ZET系統，這將縮短投資回收期；通過減少溫室氣體排放更易於進行國際融資（出口融資和綠色融資）。

此外，當減排能力得以證實時，印度國內將自主擁有這項低成本的高端技術。因此，藉助於各種支持和激勵手段，印度政府會儘快將這項技術應用於鋼鐵工業，可以預想，在不久的將來不僅可以創造更多的崗位，還將推動本地製造業的長遠發展。

本文摘選自本報2018年第13期B01部分內容，若要詳細了解更多相關行業和技術信息，請關注本報紙質報紙每期A版和B版內容，或者登陸本報手機APP客戶端，或者本報網站新址：http://www.worldmetals.com.cn/電子報閱讀全文。轉載請註明出處。

微信品牌推廣電話

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！