钢铁行业是实现碳中立性的最困难行业之一。目前，该行业和学术界普遍认为，传统的长期进程钢很难实现碳中立性，而短进钢的钢铁有可能达到碳中立性。钢铁行业必须采用特殊的技术或外部工业链措施，例如CCU（碳捕获），非化石能量脱碳技术等。主流零碳技术途径是氢能和还原氢的铁。在碳循环的生命周期中，工业链中存在一些缺点，因此也很难实现产品的碳中立性。中国与欧盟的碳排放强度之间的差距不大，平均为2-2.2tco₂e和1.9tco₂.（。，2021），短程序钢的碳发射强度为0.6Tco₂e（。，2021），，2021年，，，2021年。欧盟的碳排放强度为0.2-0.4TCO₂E（，2019年）。大量脱碳过程的破坏性原始过程技术对短进钢的重新设计，系统界限的扩展以及输入和输出的转换是钢产品实现碳中立性的重要选择。本文提出了用于所有废钢绿色电气短过程的碳中和解决方案，用于行业参考。

1。钢产品的碳中和过程的实质性重建

钢是铁和碳元素的化合物。还原氢是一种长期处理的钢铁排放技术，而不是钢铁产品的碳中立技术途径。如果没有负碳排放以抵消不可避免的钢生产的残留碳排放，则将无法实现钢铁产品的碳中立性。

为了应对欧盟CBAM（碳边界调节机制）为我国与钢铁相关产品建立的贸易障碍，碳中和技术的突破非常重要。本文提出的所有废钢绿色电力短程序钢的碳中和技术的技术解决方案是其实质性过程。重新设计，突破如下：

图1：钢产品的碳中和过程的重建

图2：完整的废钢绿色电力短程钢产品CFP系统边界碳中立性扩展

图3：碳循环的核心设备负碳发射的钢铁产品工程的负碳排放

图4：Baowu的所有废钢绿色电力的传统过程系统的比较

2。生命周期的长期碳循环技术碳循环技术还原铁技术

1。钢铁碳中立性的定义和标准

本文中提到的碳中性钢产品是指钢铁产品的碳足迹计算结果为净零排放量，并已获得国际认可的权威产品碳足迹标签声明的认证。

钢铁产品的碳中和过程是指从摇篮到门的温室气体库存中实现净零排放的生产方法。

碳中性钢产品及其生产过程受到以下国际和国内标准以及生命周期温室气体库存碳足迹会计标准，准则和方法：

联合国气候变化组织（IPCC）2006年温室气库库存指南：“国家温室气体库存指南”，“ 2019年IPCC国家温室气体库存指南的改进”，等等。

国际标准化组织（ISO）生命周期方法论和标准：“ -1量化和报告组织级别的温室气体排放和清算的指南” -2量化，监测和报告温室气体排放量减少或清算增强的指南在项目级别的规格上，“温室气体产品碳足迹量化要求和准则”，“ IWA 42：净零指南”，“ -2018钢铁产品生命周期列表计算方法”，等等。

英国标准研究所（BSI）标准：“评估生命周期商品和服务的温室气体排放的规格”；世界资源研究所（WRI）温室气体会计系统：“产品生命周期会计和报告标准”“温室气体会计系统：企业会计和报告标准”，“温室气体会计系统：企业价值链（Scope III）会计和报告标准“，”温室气体会计系统：土地使用，土地使用变化和林业温室气体项目会计指南”，“温室气体会计系统：项目会计和报告标准等等。

中国钢铁工业协会EDP标准：产品类别规则（PCR）“普通钢铁产品和特殊钢铁产品”；国际生物炭协会标准：IBI：为此用于土壤；欧洲生物炭碳证书标准：bec- for A of（）等。

其中，ISO标准“ IWA 42：net net net net Guide”中定义的相关术语如下：

碳中立性或净零碳排放量：净零温室气体排放是通过指定时间段内的人造残留温室气体去除和指定边界来平衡的。人为主导的温室气体清除包括生态系统修复，直接空气碳捕获和捕获和绿化，增强的风化，生物炭和其他有效方法。

碳中性钢产品是指全scrap钢绿色电力生物质燃气 - 双碳短进钢产品的碳足迹计算结果净零排放量，并已获得国际认可的权威产品碳足迹标签声明的认证。

钢铁产品的碳中和过程是指从摇篮到门生命周期的钢铁产品温室气体清单的定量会计结果，即，过程归因过程可实现所有废钢绿色电气生物质量气体的净零排放生物碳短进钢产品。生产方法。

钢产品工艺净零温室气体排放量是指定时间段和指定边界内的不可避免的钢生产的残余温室气体排放，这些边界是由生物量 - 双碳负碳排放量为毒气和气体的，becnu生态系统工程技术生物char和其他有效方法是用于恢复生态环境，并人为地在排放和去除钢产品产生的温室气体之间达到平衡。

温室气体排放：是指温室气释放到大气中，包括从以下来源释放的气体：天然来源（例如植物分解），化石燃料的燃烧以及其他过程的无意释放（由处理设备的缺陷引起或条件）。没有直接进入大气的温室气体排放：是指进入水或土壤的温室气体排放。根据水或土壤中可能发生的化学和生物过程的科学证据，相关排放是由于这种排放量增加了大气中温室气体的浓度。数量。

范围1排放：组织拥有或直接控制的温室气体排放来源。使用股票份额或控制（区域，财务和运营）概念来建立范围1排放责任，范围1排放不包括组织拥有或控制的自然生态系统，未经管理或以自然状态和不变的发射状态维护， 1排放是指该地区内部温室气体排放源的排放。

范围2排放：购买能源的间接温室气体排放，是指组织购买电力，热，冷却或蒸汽所消耗的能量所产生的温室气体排放。组织范围2在区域一级运行的排放是指范围1排放量之外的温室气体。排放，由于使用电网在领土边界内提供的电网提供的电气热蒸汽和冷却功率而发生的排放。

范围3排放：从组织不拥有或由组织直接控制的活动的后果衍生出的温室气体的间接排放，包括所有可能归因于不包括范围1排放或范围的价值链的所有温室气体排放2在范围2中放置的排放。范围3在地理一级运营的组织的排放是指完全或部分发生在领土边界之外的温室气体排放，包括跨境运输，这是由于边境内部发生的活动而引起的。

温室气体来源（来源）：将温室气体释放到大气中的人类活动或过程。温室气体收敛：是指从大气中去除温室气体的过程。

温室气库存：温室气源和温室气水槽的摘要清单，以及在指定的时间段内和指定边界内对其排放和清除的量化。

残留的温室气体排放：在采取了所有可能的技术和科学可行的行动以实施减少排放之后，剩下的不可避免的温室气体排放量。

温室气体去除废钢预热连续加料工艺，清除和去除：是指大气中的人造温室气体排放的去除，去除和去除，这是人类故意活动的结果。清除类型包括造林，使用生物质建造（建筑中使用的植物材料），直接空气捕获和捕获和贮存。 “清算”一词包括存储，即CO₂的长期存储，IPCC称其为“Co₂清算”。

偏移：温室气体偏移是组织以外的一种行动，以平衡组织中剩余的温室气体排放限制的温室气体排放量的数量。通常，使用碳信用额或碳信用证被抵消，该信用证在注册表中取消，该组织试图在剩余的温室气体排放或代表组织中平衡。出于实现净零排放或碳中立的目的的偏移只能用来抵消剩余排放的偏移作为去除的偏移；减少排放的碳信用量的偏移不能用于抵消残留的温室气体排放。

2。钢铁产品的碳中和工艺技术

根据本文负碳排放的碳周期，钢铁产品的过程技术（方法）在本文中的负碳排放量分为长期的碳循环，分为一个世纪的时间尺度，根据国际规范和共识为。短期碳循环的规模，其碳中和工艺技术包括以下步骤：

（1）使用BECNU生态系统工程进行毒气和气体生物量来获得生物量气体和生物炭。

（2）使用步骤（1）中获得的生物质气体用在步骤（1）中获得的一部分生物炭在生产短进钢中的化石能量完全替换了化石能量，以取代全部或部分化石辅助材料在步骤（1）中获得的一部分生物炭的短进钢生产。

（3）使用步骤（1）中获得的生物炭扣除获得（2）的生物炭，以使用生物炭生态系统工程进行生物炭生态系统工程的长期碳循环。扣除了由生物炭带来的国际认可的温室气体去除量，并清除了短进程钢的生产，不可避免地会导致钢铁生命周期的碳中立性，从摇篮到门。

此处提到的短进程钢制过程的特定操作方法并不是特别有限，而且电炉制造工艺的操作方法只有在艺术中熟练的人才知道。

从摇篮到栅极生命周期的短过程钢中碳中立性的碳足迹测量和会计报告已通过碳中立性标签陈述认证。它采用了“产品标准”，其产品温室气体库存碳足迹型号CFP如下：

使用BECNU生态系统工程碳循环获得生物量气体和生物炭产品，生产过程中不可避免的碳排放属于CFP模型“（生物来源）二氧化碳等效发射”。 CFP模型中，生物炭产品对温室气体的净去除属于“（生物来源）二氧化碳当量去除”。

生物炭肥和修复土壤污染可提高植物的产量，增加植物作物产量，碳循环的吸收Co₂增加碳汇，属于CFP模型中“（生物来源）二氧化碳等效清除（土地管理）或“土地”或“土地”）利用相当于变化的二氧化碳”。当土地利用变化导致土壤碳库的增加时，它表现为去除大气的量，其影响的特性为负，即清除温室气体；当土地利用变化导致土壤碳库的减少时，它表现为土壤碳排放，其影响特性表现为土壤碳排放，其影响的特性表现为土壤碳排放。这是一个正数，即碳排放。

在钢生产中，不可避免的碳排放和从非生物量气体中去除温室气体，属于CFP模型中的“（非生物）二氧化碳等效发射”或“（非生物）二氧化碳当量去除”。

对于所有废钢绿色电力短进钢产品中非生物源碳排放的不可避免的碳排放，生物炭用于用 Becnu 长期碳替换非生物基因化石能量和其他化石粉末和其他化石辅助材料循环产品。 ，减少其非生物源碳排放；使用生物炭负碳排放去除碳循环含量等效碳汇和Becnu生态系统工程工程长期碳循环的碳循环的碳循环的碳循环的碳循环减少并去除所有废钢生物量生物质量 - 生物量短工艺生产钢不可避免地是碳排放，实现钢产品边界内产品系统的碳足迹的内源性零，即实现钢铁产品的碳中立性。

由于₂等效发射为0，因此钢铁产品的碳中和过程技术不涉及碳中和过程中的co co co co co co co co co co coco₂等效的清除和土地利用变化，并且剩余的一吨钢的排放是不可避免的，并且是生物炭的。提供碳水槽。同等等效的去除是相同的。根据不可避免的钢生产的残余温室气体排放以及不可避免的钢生产的残留温室气体排放确定的生物炭清除量被消除了，从而实现了从摇篮到门的完整废钢绿色电气短工艺，这是生活中碳中性的循环。

一些生物炭代替了化石辅助材料的全部或部分，例如非生物来源辅助材料，增强碳和碳化剂，制造材料和碳粉，以实现排放的减少；其余的生物炭进行了生物炭的长期碳循环，这是一种国际认可的温室气体去除扣除额，可消除短进度钢生产中的残留温室气体排放，从而实现了从摇篮到栅极生命周期的碳中立性。

生物炭在短进钢生产中取代了一些非生物化石辅助材料废钢预热连续加料工艺，这可以减少1范围内的直接碳排放，并在工业过程中实现接近零的碳排放。 CFP模型计算温室气​​体清单的碳足迹，以使生物炭直接扣除和去除钢生产不可避免地会导致残留温室气体的直接碳排放，从而在工业过程中实现接近零的碳发射。

上述工业过程碳排放和生物碳温室气体生物源净删除，以及非生物源的同等排放和非生物学来源CO₂2等效钢铁产品的去除是通过材料的质量平衡方法来计算的。钢材实质上是在高温下（约1600℃）融化，净化（精炼）和合金铁和废钢的过程。钢材制造的主要过程是通过基于碳或氢的铁减少铁，并通过高温热化学反应脱氢。磷，反硝化，脱碳和去除其他杂质，并调整钢产物的最终碳含量以获得目标产物。在炉子中冶炼钢铁，以获得具有不同特性的钢。当目标钢产品及其副产品的长期稳定碳含量高于原材料和燃料的总碳含量时，它在钢铁产品工业过程中被表现为非生物学源直接温室。相反，除气表现为在钢铁产品工业过程中直接排放非生物温室气体的直接排放。

绿色电力为钢制造，沼气作为燃料而不是所有化石能源提供了动力，并进行了传统的钢生产过程，例如重新燃烧电炉，废气的次要燃烧，废钢的预热，烘焙，烘焙，钢制和钢制滚动等等，等等。 ，通过沼气取代了化石能量，从化石能量中实现了钢生产的完全去耦，以及从购买的能源中的短进程钢范围2几乎零碳排放。

使用基于生物的酒精燃料，石油燃料和绿色的电力提供能源的运输工具，并取代使用化石能源进行运输的运输工具，以最大程度地减少钢铁价值链中的物流和生产服务中其他间接碳排放33 。 排。

钢产品的碳中立技术的深刻性：用于上述范围1工业过程，范围2外包能量和范围3其他间接碳排放等，在减排降低措施后仍然不可避免的残留碳排放量尽可能多地采取尽可能。 ，通过建立生物质热解的碳循环扣除额和去除模型，碳循环碳负碳发射，碳循环生态系统工程，碳循环扣除和消除负碳排放的负碳生态系统工程被采用以在长期的碳循环碳周期中去除碳水槽需要等效，所有扣除额和去除措施。为了在从摇篮到门的钢铁生命周期中实现碳中立性，它可以实现短进碳中和化。

钢铁产品的碳中和过程与众不同：确定温室气体去除量及其生物量气体产量和生物能源替代化石能量减少的生物炭收益率，基于不可避免的残留温室气体排放机制的调整机制和负碳的去除之间的调整机制生物炭的排放确保在短程序钢生产中可免赔的钢生产边界内生物炭的负碳排放量不低于不可避免的钢生产生命周期的残留碳排放。

BECNU生态系统工程温室气体清除量，其生物量气体产量和生物炭收益率以及生物能源替代化石能量减少和生物炭负碳排放的调节机制：通过计算减少和减少排放和排放的边界内使用，确定了各种节能和减排措施实现的不可避免的残余排放，并且需要通过生物炭扣除的去除量，生物char和Becnu生态系统工程碳循环沼气收益率和生物char的产量的负碳排放量，然后调节产量BECNU沼气产量及其排放量的降低，生物炭产量及其负碳排放去除，因此，在钢生产边界中，在钢生产生产生命周期中，钢质生产边界中的生物炭的负碳排放量永远不会低于残留排放量。实现钢铁产品的碳中立性和净零碳排放。

BECNU生态系统工程的碳循环包括两种类型的碳周期：生物质气的短期碳循环在不到一百年的时间范围内，并且在一百年内的生物炭的长期碳循环。其中，生物质气体取代了短进钢生产中的所有化石能量。其燃烧产生的二氧化碳在短时间内返回大气，返回大气的时间很短。联合国IPCC规格和国际认可的标准是短期碳周期的这一部分。仅计算出替代化石能量的排放量以减少不可避免的残留碳排放，但不包括去除负碳排放，并且不能用来抵消不可避免的钢生产的残留碳排放；所有其余的生物char都用于返回田间和森林来培养肥料或修复土壤污染，大多数被生物量光合作用吸收的大气碳物质固定在一个世纪的时间范围内。 IPCC规格和国际认可的标准适用于此部分。进入土壤的生物炭具有长期的碳循环，可以测量温室气体清除和去除量以抵消不可避免的残留碳排放。

3。工业技术创新的突破：沼气生物生态系统工程的碳循环

碳中性真实行业企业 - 蒂亚扬二手材料保持低调。经过20年的辛勤工作，碳中和钢剑没有外壳，在钢铁产品的碳中和过程中取得了突破。

碳中立性的概念起源于英国公共福利社会组织未来公社。 1997年，根据COASE的财产权理论提出的碳碳水槽碳碳碳碳碳碳的概念（）碳贸易。 2010年10月，未来的公社将更改为一家碳资产管理公司，并将进行商业运营，主要从事虚拟碳中立性业务，例如碳交易和碳抵消。

由于森林碳汇的水分少于人为碳排放量的不到10％（中国目前规定碳交易量不得不得超过人为碳排放的5％），因此无法实现碳中立性。 2000年之后，将发布IPCC部分。第三份气体评估报告开始了，并提出了负碳排放问题，例如基于技术的碳去除和清除，以中和不可避免的人造碳捕获，使用和储存CCU的碳排放，以及生物量的碳捕获和存储植物。 BECC，直接空气碳捕获和储存，造林和绿化，增强的风化等。

2007年，美国科学家兼中国科学家院士陈·温富（Chen Wenfu）发现了生物炭施肥和碳固定的功能。全世界流行的新概念与中国传统文化中的“中和”系统的总体思维结合在一起，诞生了应对气候变化的第三种方法。发电技术 - 碳中性生态系统工程的碳循环解决方案，并逐渐成为主流。

沼气碳碳中性钢产品工艺技术计划是第三代技术的突破性创新应用之一，以应对钢铁行业工业化的气候变化。根据该计划，使用了两家短期制品钢铁公司的完整废钢绿色电动砂桌。扣除数据模拟已经达到了产品碳中立性。

例如，短期过程不连续的量子电炉在碳中和转化前的碳排放量，而转化后的钢铁量的残留碳排放是不可避免的（Co₂在燃料燃烧后排入大气等。短期碳循环排放减少措施，例如降低沼气燃烧后钢铁量的碳排放温度，降低了沼气燃烧后的碳碳排放温度，₂e），使用生物炭扣除并去除温室气体排放来自负碳排放。

它的碳中和过程设计：1吨生物炭负碳排放量通过1吨生物炭扣除的碳水槽消除1.9吨，每吨钢需要35.8公斤的生物炭，而在排放量替代碳粉中，每吨钢和37.4千克的生物炭都需要37.4千克，总生物需求碳为73.2kg，替换化石能量排放的过程需要生物量气体165.6nm³。通过气化碳化反应，1吨含有48％碳的生物质后，热量值/NM³生物量气体975nm³和430.8kg含有70％碳的生物碳。在该钢产品的碳中和过程中，生产了每吨钢。需要169.9公斤的生物质来实现碳中和，而生物炭的产量为43.08％。

例如，一个短的过程连续喂养电炉，转换之前的钢碳排放量为₂e，转化后钢的残留碳排放为₂e（短期碳循环减少）和长期碳循环的负碳排放去除量用于温室气体。

它的碳中和过程设计：1吨生物炭可获得1.9吨负碳排放以消除碳水槽，每吨钢需要45.8公斤的生物炭，再加上23.4公斤的生物炭，在排放量还原过程中取代了碳粉，总生物粉，总生物粉，需求碳为69.2公斤，替换化石能量排放过程需要生物量气体474nm³。

通过气化碳化反应含有48％碳的生物量1吨后，产生了热量的碳化值/NM³生物量汽油和70％的碳生物碳245.7kg。该钢产品的碳中和过程需要每吨钢。 281.6公斤的生物质实现了碳中和，生物炭的产量为24.57％。

3。钢铁碳中和过程创新的主要技术进步

1。边界系统扩展：将生物量热解气化气化生产掺入系统边界，完整的废钢绿色电气钢工艺系统的边界从“从大门到门，包括废钢周期”扩展通往大门的摇篮，包括废钢周期的系统边界和生物质气体生物炭（返回田野和森林）碳循环，钢铁工业以及农业和林业生态产业。

2。脱碳过程的重新设计：在传统钢生产过程转化后，钢产量完全与化石能量，化石辅助材料，碳粉等完全取代，由生物炭代替。钢的摇篮生产始于废钢，农业和林业废物以及绿色的电力。新的生物质燃气 - 双碳预颈产品“门到门1”工艺流程包括生物质气体新能量生产，生物炭生产，生物炭肥料和污染维修剂的终点以及在边界内，传统的电炉钢生产”门到门2“内源连接。其中，生物质燃料和生物质气新能源完全取代了化石能量，进行废钢预热，电炉重新燃烧和废气重新燃烧，烘焙和钢滚动加热和石灰生产等，生物炭肥和污染修复剂它被用作最终产品，“从摇篮到门，它可以输出到系统边界外的农业和林业土壤。传统的高碳和高能钢厂已经通过脱碳过程进行了重建，并已转化为一种整合钢铁工业和农业和林业行业生态系统的生态文明厂。

3。钢铁产品碳中立性的破坏性原始技术途径：碳足迹生命生命周期评估钢铁产品的LCA模型中的生物质气体生物碳，这是一种典型的生物库碳足迹发射和去除机制，颠覆了第二代气候变化的气候变化 The route of the non- has been based on the four major laws of and the of , and the of two based on (non- ) and ( ) cycle .

4. Input and : All scrap steel green gas steel CFP input, from iron, scrap steel, high , , and other (non- The input of is into full scrap steel, green , and waste () and a few (non-). The - steel and . ( and , etc.) and waste, etc.

5. : - short- steel , , green and , a non- and non- on - of steel The road to of -style steel .

（图片来自互联网）

| Sun and Pan Siwei

作者| Zhang (The is the CEO of -hand , a of the China of , and a of the of the China )

编辑|陈十一