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工业是中国经济的支柱,但也是碳排放的大户。2022年,中国工业部门二氧化碳排放总量高达79.8亿吨,占全国总排放量的68.5%。钢铁、水泥、石化、有色等行业是碳排放的“大户”,其中钢铁行业2022年碳排放量达到18.2亿吨,水泥行业碳排放量为11.9亿吨。这些行业的减排成效直接关系到中国能否顺利实现碳中和目标。
为了实现碳中和,中国工业领域正加速布局一系列低碳技术。这些技术涵盖了从能源生产、工艺流程到末端治理的全过程,旨在通过技术创新实现工业生产的绿色转型。
钢铁行业是中国工业减排的主战场之一。传统高炉转炉炼钢工艺碳排放量大,而废钢电炉炼钢技术、氢冶金技术等低碳技术正逐渐崭露头角。废钢电炉炼钢技术通过使用废钢作为原料,减少了对铁矿石的依赖,同时降低了碳排放。氢冶金技术则利用氢气替代传统碳作为还原剂,大幅减少了二氧化碳的排放。据预测,到2035年,废钢电炉炼钢技术在中国的普及度将达到35%以上,氢冶金技术将在2040年后开始大规模应用。
水泥行业是中国工业的另一大碳排放源。水泥生产过程中,石灰石煅烧和煤炭燃烧是主要的碳排放环节。为了实现低碳转型,水泥行业正在探索多种技术路径。其中,以工业废渣为主的原料替代技术、以固体废物为主的燃料替代技术以及CCUS技术是关键。通过使用工业废渣替代部分石灰石,水泥行业可以显著降低碳排放。利用固体废物作为燃料,不仅可以减少煤炭的使用,还能实现废弃物的资源化利用。CCUS技术则通过捕集、利用和封存二氧化碳,为水泥行业的深度脱碳提供了可能。
石化行业作为高耗能、高排放的行业,其低碳转型同样至关重要。高效换热器、乙烯电裂解炉技术、绿氢制备化学品技术等是石化行业实现碳中和的关键技术。高效换热器能够提高能源利用效率,减少能源浪费;乙烯电裂解炉技术通过电能替代传统化石燃料,降低了碳排放;绿氢制备化学品技术则利用绿氢替代传统氢气,减少了生产过程中的碳排放。
除了传统的低碳技术,数字技术也在工业低碳转型中发挥着重要作用。通过物联网、大数据、人工智能等技术,工业企业可以实现生产过程的智能化管理,优化能源消耗,提高生产效率。数字技术的应用不仅有助于降低碳排放,还能提升企业的竞争力,推动工业领域的可持续发展。
实现工业低碳转型需要大量的资金投入。据估算,2025至2060年中国工业领域碳中和技术的累计投资额将达到42万亿元左右。