眼下，钢铁企业在极致《能效标杆示范三年行动方案》的引领下，双超（超高温超高压）煤气发电已经成为钢铁企业的“标配”，一些老式煤气发电机组被快速替代，一大批双超发电甚至于超临界煤气发电机组相继投产，加装了双超发电的钢铁企业老总更是喜不胜收。然而，双超发电毕竟是通过燃烧高炉煤气、焦炉煤气或混合煤气等气体发电，尽管效率可以达到43.5%，甚至于45%，但终竟是要排碳的。在双碳背景之下，加计碳排放之后的双超发电还有没有效益？换句话说，相比于拥有减碳功能的钢化联产而言，双超发电是否还能划算？让菠菜平台·官方网站来搞一个测算，并由此引申开来畅聊一下钢铁企业碳中和几个重要的技术手段。
以中冶某公司首套超临界煤气发电机组为例进行测算：该机组容量为145MW，发电效率可达43.5%，年发电量10.6亿度，直接经济效益5亿多元，一年可减少二氧化碳排放约85万吨。（注：不知道这个85万吨是怎么算出来的？）双超发电的燃烧介质为高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气的混合气体。
高炉煤气的热值为3000--3800Kj/m3，超临界发电机组每2.3Nm3高炉煤气，亚临界2.7—2.8Nm3即可发1度电。以铁产能500万吨的钢铁联合企业为例，按照钢焦比0.4配备焦炭产能，则焦化产能为200万吨。那么：
高炉煤气的产量约为：500*1600Nm3=80亿Nm3
焦炉煤气的产量约为：200*400Nm3=8亿Nm3;
转炉煤气总量约为：（600-700万吨钢）*120Nm3=7.2-8.4亿Nm3
注：1、高炉煤气吨铁产量为1300—2000Nm3，为方便计算以1600Nm3计；2、转炉煤气吨钢产量为100—120Nm3，为方便计算以120Nm3计；3、焦炉煤气吨焦产量为300—400Nm3，为方便计算以400Nm3；按照2.6Nm3煤气可以发一度电进行测算，仅高炉煤气一项最大可发电能约为：80/2.6=30.77亿Kwh，如果将焦炉煤气和转炉煤气一并考虑在内，则发电量有可能超过40亿度；事实上，钢铁企业的"三气"并非发电一种用途，焦炉、热风炉、加热炉、烧结机等钢铁流程工业的生产工序无一例外地要用到煤气，煤气发电燃烧介质仅仅是上述环节满足之后的剩余煤气。比如：普通轧线需要的煤气量较大，而ESP轧线需要的煤气量则很少。因此，实际工作中，钢铁企业的煤气发电量要根据不同企业的装备情况及管理水平打一个大的折扣，前述发电量则属于最大值。煤气发电按照30.77亿度电估算，所有电量均按峰电测算其价值，则为：30.77*0.8元=24.62亿元；若考虑谷电因素，按每天8小时谷电计，则总的价值还要降低，接近于平时电价：30.77*0.615468=18.94亿元：24.62亿元≥煤气发电实际价值≥18.94亿元
该机组容量为145MW，发电效率可达43.5%，年发电量10.6亿度，直接经济效益5亿多元，一年可减少二氧化碳排放约85万吨。菠菜平台·官方网站以双超临界机组每2.6Nm3煤气可发1度电能进行估算，那么，年发电量10.6亿度，消耗的煤气总量为：10.6*2.6=27.56亿Nm3
CO2按15%测算，总量为：
27.56*15%=4.134亿Nm3 ，约合81.2036万吨；
CO按25%测算，总量为：
27.56*25%=6.89亿Nm3，约合86.125万吨；
CO燃烧发电后变成CO2的总量为：
86.125*44/28=135.3393万吨；
81.2036万吨+135.3393万吨=216.5329万吨
若10.6亿度电全部由燃煤发电产生，则CO2排放总量（按1度电排放0.997kgCO2测算）：10.6*0.997=105.682万吨。
以此类推：以铁产能500万吨，焦化产能200万吨，发电量30.77亿度电测算，那么CO2年排放量为：424.7+235.7=659.7万吨。
由此可见：双超煤气发电减排CO2是一个伪命题。随着碳足迹核查工作的逐步展开，双超发电CO2排放足迹将一清二楚，谁是裸泳者将不言自明！二、长时储热突起，钢铁企业将衍生出一批大容量长时储能（热）电站？2022年7月7日，工信部等3部委发布《工业领域碳达峰实施方案》，明确提出工业用能电气化。中国宝武集团陈德荣更是先声夺人提出：所有钢铁流程改为电加热。2.推动工业用能电气化。综合考虑电力供需形势，拓宽电能替代领域，在铸造、玻璃、陶瓷等重点行业推广电锅炉、电窑炉、电加热等技术，开展高温热泵、大功率电热储能锅炉等电能替代，扩大电气化终端用能设备使用比例。重点对工业生产过程1000℃以下中低温热源进行电气化改造。加强电力需求侧管理，开展工业领域电力需求侧管理示范企业和园区创建，示范推广应用相关技术产品，提升消纳绿色电力比例，优化电力资源配置。（国家发展改革委、工业和信息化部、生态环境部、国家能源局等按职责分工负责）
于是，问题来了！倘若真的改为电加热或进一步改为绿电加热，那么现有的供能体系是否承受的起？
在此，笔者斗胆提出：电加热耦合储热技术，或许是钢铁企业碳中和的破局之策！请看分析：
有资料说，我国钢铁流程的能源利用率仅为27%，剩下的73%主要以热能的形式在钢铁流程各工序耗散。近年来，钢铁工业节能工作取得了显著成效，余热余能余压的回收率河钢唐钢达到了50%，其它多数钢铁企业仍低于50%。多数钢铁企业低于50%，一方面说明节能工作做得还很不够，另一方面则说明钢铁流程热能回收潜力巨大。
图片选自张琦等：冶金能源高效利用与优化管控，《冶金自动化 》2022年第7期；
目前，笔者按照张琦的论文估算，我国现阶段生产1t钢产生的余能余热资源量约为5.682GJ，之前蔡九菊教授估算的是8.4GJ。据此测算：一个年产500万吨钢的钢铁企业，余热资源总量是： 5.682GJ*500=2841*10^4GJ
其中，高温余热和中温余热资源利用率分别为44％、30％，而低温余热资源的利用率则仅有0.6%。大量的低温余热未被利用，如热风炉废气、石灰窑烟气等，由于温度较低，不能充分利用于发电，造成了余热资源的浪费。当前，钢铁企业余热资源利用存在的最大、最严重的问题是：“㶲”（效率）损失和（热）能级错配。钢铁流程中产生的CO、CH4、H2等气体的化学能应该首选用于铁素还原或者去做钢化联产，而不应该用来燃烧发电。只有那些无法直接利用的低温余热资源才应该选用ORC方式发电；对熔融钢渣、熔融高炉渣、结晶器钢水显热、转炉高温烟道显热等富含高品位热能的余热资源，要创新回收方式，不能再用水淬或其它降温的方式降低其㶲效率。钢协要针对共性难题集中力量协同攻关，力争在较短的时间搞出一些原创性的热回收技术，突破热回收中的诸多技术难点、堵点。回收回来的高位热能要进行热存储，首选的利用方式不是发电，而是直接用于加热或预热钢铁流程中的各种原材料，将有限的高温热能主要用于CO2热转换、CO2和CH4干重整、氢冶金的补热等，降低电加热中的电能消耗；眼下，当务之急是要搞好钢铁流程的余热余能资源普查，在此基础之上用碳中和理念搞好热能规划、强化热能管理，坚决摒弃钢铁流程余热余能“首选发电”这样一种思维定势。全球长时储能委员会日前发布的《净零碳热能：长时储能加速能源系统脱碳》年度报告称，供热系统脱碳是实现净零排放的核心，热储能技术对于脱碳至关重要。研究表明：当终端需求是热能时，储热比储电更节能。在采用热储能系统的情况下，首先将低谷电或绿电转化为热能，然后储存起来，其效率在95%以上。然后，根据钢铁流程需要直接输出热能，其效率通常也在95%以上。由于能量以热量的形式储存，并且从一种热量转换到另一种热量时的转换损失最小，因此系统效率可以超过90%，而抽水蓄能和压缩空气储能等只能达到70%左右；钢铁流程工业既排放着海量的热能，本身又对不同品位的热能有着潜在的巨大的需求。比如预热废钢、电加热煤气、氧气及其它原材料等。因此，储热对于减碳十分重要。正是因为看到储热的巨大商机，聪明的商家已经开始试水谷电制热、储热等。江苏常州东方润安与北京思安合作，通过在谷电时段存储煤气及热量，减少锅炉蒸汽产量，降低汽轮机的发电功率；在峰电时段释放储存热量，生产高温高压蒸汽，并入原有机组，提高汽轮机发电收益。项目总投资约9000余万元，年增加效益约1500万元。钢铁流程电气化将带火储热产业，整个钢铁企业将逐步衍生出一批大容量储热电站。钢铁企业如果采用熔盐储热的话，可以直接拷备太阳能光热电站的熔盐储热技术，在供电低谷时段主动将电能以热能的形式储存起来，高峰和尖峰时段将热能转化为电能或直接输出热能。资料显示：硝酸盐储热可以达到600℃，氯盐储热则可以达到1000℃。显而易见，高温长时储热、化学储能、CO2压缩空气储能或将成为钢铁企业下一个研发、投资的热点。将钢铁企业流程内的热能：高炉熔渣、转炉熔渣、钢坯热能、烧结矿余热等高品位热能，以及钢铁企业外部电网低谷电或绿电，多种低碳或零碳能源利用熔盐储热方式储存起来；将CO2通过高温余热加热、辅以绿电加热，然后进行高温碳热反应，或将CO2作为介质利用高温熔渣还原为CO；反应生成的高温CO，可直接进入高炉碳循环，也可将高温CO通过储热和化学储能方式分别储存，然后直接用于加热工序或钢化联产，或将成为碳中和最有前途的“以碳降碳”的减碳手段。当然，也可尝试CO2压缩空气储能。高温长时储热除了可对脱碳煤气、热风炉内的氧气、废钢、矿石等原材料进行预热，降低电加热所用电能外，还可作为固体氧化物电解池（SOEC）的热源用于高温电解水制氢，或固体氧化物燃料电池（SOFC）发电，从而降低绿电制氢成本提高整体效率。同时，熔盐储热直接利用还可以避免二次转换为电能时的能量损失。
与此同时，对于钢铁企业厂房等上部的物理空间，也要加大安装力度，光伏光热一起上，应建尽建能建尽建抢收绿电。今后，在钢铁企业中，由钢铁流程工业内部产生的高低温蒸汽，首选的利用方式恐怕是长时储热；利用存储的热能，必要时辅以少量的电加热升温、提质、增㶲，然后去预热各种原材料或制氢；低品位的热能最后的利用方式才是ORC发电。通过ORC发电，低品位热能将化腐朽为神奇，其效用（㶲）将得到极大的提升。有机朗肯循环（ORC）发电可使烧结工序长期未能有效利用的200℃以下的低温余热资源得到回收利用。江苏沙钢集团计划利用7条烧结环冷机第三段、8条石灰窑烟气及其它低温余热资源进行ORC发电。 根据现场的余热资源情况，计划配置100台125kw发电机组，先期 2 台 125kW 示范机组于 2021 年 1 月投入运行，后续项目将于 2023 年全部建成，届时项目每年可发电 5200 万度，相当于减排二氧化碳 3.7 万吨 / 年。项目采用目前最先进的磁悬浮ORC发电机组。宝钢股份是国内烧结工序中首个MW级ORC发电应用示范案例。2019年累计发电量1099.18×104kWh ，全年累计运行时间达到7818小时。
电加热与长时熔盐储热、化学储能，ORC发电、高温热泵耦合将成为钢铁企业电能替代和脱碳的最重要手段。钢铁企业衍生出的大容量长时储能储热大容量储能电站，又为虚拟电网的大规模普及奠定基础。钢铁企业长流程高炉炼铁有4个热风炉，消耗高炉煤气约占高炉煤气总量的33%—50%，唐钢热风炉吨铁煤气消耗为685m³/t。整个钢铁行业按照1600m3/吨铁计，约为800m3左右，热效率约为45—70%。按照高炉煤气热值3500kj/m3计，则总热值为：800*3500KJ=2800MJ
（45—70%）*2800=1260—1960MJ
350--544kw.h，取中值：450kw.h，电热效率为95%；
500万吨的钢铁企业仅高炉热风炉一项则需要新增电能消耗的最大值为： 500*450=225000万kw.h；
事实上，钢铁流程中余热资源十分丰富，菠菜平台·官方网站完全可以利用余热预热煤气，将煤气或CO2先预热到400—600℃，然而，再利用绿电或谷电加热到1200℃，从而极大地降低电能消耗。
图片选自王维兴：干货！2021年钢协会员单位能源消耗评述
同理，轧钢加热炉、烧结机也可以根据上图进行电能替代估算。
由此可见，大规模的绿电替代耦合储热技术的确是降碳的可行路径，相对于绿氢降碳而言，可能更具有可行性。
如果电能替代可行，将巨量的气体资源节省下来，或回喷高炉参与矿石还原，或用于钢化联产生产化工产品，煤气发电备用。那么，焦比和碳排放将大幅度降低、高炉产量将大幅度提升；钢化联产拟选化工产品也要精心，尽量避开用氢多的技术路线。选择不用氢气的化工产品，比如甲酸、发酵法燃料乙醇等。如此这般，降碳50%的目标完全可能在2030年前实现。钢化联产首先必须解决的是氢从何来的问题：氢从电来还是氢从热来？抑或是氢从电+热来？仍以生铁产能500万吨、焦化产能200万吨的钢铁联合企业为例进行剖析。焦炉煤气8亿Nm3，高炉煤气80亿Nm3，转炉煤气8亿Nm3计，则CO、CO2和H2折纯后的总量分别为：- 高炉煤气80亿Nm3，CO按25%、CO2按15%计：CO为20亿Nm3，约合250万吨；CO2为12亿Nm3，约合235.7万吨；
- 转炉煤气8亿Nm3，CO按60%、CO2按20%计：CO为4.8亿Nm3，约合60万吨；CO2为1.6亿Nm3，约合31.42万吨；
- 焦炉煤气8亿Nm3，H2按60%，CO+CO2按10%计：H2为4.8亿Nm3，约合4.3万吨，CO+CO2按10%为0.8亿Nm3,约合10万吨以上；
将上述气体按照CO和CO2两个不同的甲醇合成技术路线、按照500万吨钢铁产量所拥有的气体总量进行测算：
CO+2H2=CH3OH
28 4 32
300 x1 y1
x1=42.85万吨（氢气）；
氢气可以有三个来源：CO变换、焦炉煤气和绿电（低谷电）制氢，或者是它们的组合；
i、CO变换制氢。按照传统煤化工技术路线，氢气可由CO变换方式取得。为了减碳，也有专家提出逆水煤气变换，即：H2+CO2=CO+H2O。非常不幸的是：CO变换制氢要排放大量的CO2，而逆水煤气变换又要消耗宝贵的H2资源，违背了减碳降碳的初衷，现代煤化工正在酝酿将变换环节去掉，改用可再生能源电解水制氢替代。由此可见：为了区区42.85万吨的氢气，不仅需要消耗近600万吨的CO，而且还要产生942.7万吨的CO2，显然CO变换制氢此路不通！
ii、电解水制氢。电解水制氢，则需要消耗巨量的绿电。
按照1Nm3氢气需4.3--5.3度电计算，则需要绿电总量为：
点评：即使是绿电价格便宜到0.15元，巨量（238亿度）的电能消耗，电网也保证不了！
（2）CO2加氢合成甲醇技术路线(液态阳光技术路线)：
同样按照1Nm3氢气4.3--5.3度电计算，则需要绿电：采用电解水制氢，然后分别与CO和CO2反应生成甲醇，两条技术路线共需绿电：238+152.71=390.71亿度。
巨量的电能消耗，显然是现阶段不能承受之重，凸显碳中和任务的长期性、复杂性和艰巨性。为了减少制氢所需的电能消耗，笔者建议改用：打补丁的技术路线。
44 12 56
200 x3
x3=254.54万吨
28 4 32
254.54 x4 y4
x4=36.36万吨氢气（绿电消耗：5*11200*36.36=203.36亿度）
y4=290万吨甲醇
由上述估算可知，采用绿氢与绿电减碳降碳，现阶段的绿电消耗将成为不能承受之重。不久前，湖南省启动“宁电入湘”工程。按照规划：湖南每年将接收宁夏电能400亿度以上。假如菠菜平台·官方网站把这400亿度电能全部用来制氢，也仅能制取氢气80亿Nm3，约合70多万吨，生产甲醇近400万吨。由此可见，减碳降碳完全依赖绿氢显然是不可能的，必须另辟蹊径。
小结：技术，实质上分为两种。一种是实验室技术，另一种工业化技术。液态阳光技术路线、电解水制氢等现阶段仅仅是一种工业化前期的技术，工业化需要反复迭代不断创新。
(1)富氢碳循环氧气高炉。山重水复疑无路，柳暗花明又一村。令人可喜的是：中国宝武集团研发的低碳冶金试验平台——富氢碳循环氧气高炉，不久前取得重大技术突破。在近日召开的2022年全球低碳冶金创新论坛上，宝武党委书记、董事长陈德荣郑重宣布：我国首次建成首座400立方米级的低碳冶金高炉，这是全球绿色低碳冶金领域绿色低碳技术的重大突破。富氢碳循环氧气高炉关键技术指标已实现碳减排21%的阶段性目标，这在全球尚属首次。下一步，宝武计划2023年将现有的千立方米以上规模传统高炉改造为HyCROF商业化装置，为全球绿色低碳冶炼提供宝武方案。于是，笔者又想起了陈德荣那篇著名的讲话：《中国宝武碳中和行动方案》。由于太过重要，全文摘录。文章说：除了高炉本身之外，菠菜平台·官方网站围绕高炉碳循环考虑采用以下几方面技术：一是绿色电加热。过去冶金工厂将高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气循环使用，传统观念认为将这些煤气用来加热、发电是高效化利用，随着低碳冶金的推进，把煤气这种化学能作为加热能源来源是一种非常奢侈的行为。化学能在冶金工厂中只能用于还原，只能用于化学过程，而所有加热过程，应该想尽一切办法用绿电来实现电加热。比如目前高炉的典型配套设施是4个热风炉，热风炉通过高炉煤气的燃烧加热蓄热室，进而加热鼓风。但是未来就要考虑用电加热煤气来进行循环。二是微波烧结预还原技术。就是通过微波来实现烧结造块矿，而不是过去的焦粉煤粉加热烧结。微波烧结成烧结矿后还有高温余热，菠菜平台·官方网站设想通过氢跟氧化铁的还原吸热效应，既起到冷却的效果，又实现了烧结矿的预还原，从而提高烧结矿的金属化率，降低烧结矿进入高炉以后对高炉还原剂的消耗，实现减碳的目的。三是菠菜平台·官方网站在转炉的钢包、中间包，轧钢的钢坯加热全流程推行电加热，将煤气加热炉窑变成绿色电加热炉窑。四是新型炉料技术，包括预还原炉料和碳铁复合炉料，将这些新型炉料与常规炉料一同加入高炉，可以利用金属铁的催化作用，一方面减轻高炉还原负担，另一方面改善高炉内还原动力学条件，提升炉身效率，从而来改善菠菜平台·官方网站高炉的炉料条件，达到减少燃料消耗、降低CO2排放的效果。这是菠菜平台·官方网站围绕着富氢碳循环高炉所做的一系列工艺创新。（2）以碳降碳，化碳为氢。既然现实条件下，“以氢降碳”在钢化联产中不具有可行性，那么何不换个思路，尝试一下“以碳降碳”呢？况且CO2巨量的现实存在，也迫切需要找到一个低成本的、能够大量消纳转化CO2的方法和技术路线。于是，“热催化CO2转化CO”作为“以碳降碳”的方法应运而生，方程式如下： CO2+C=2CO+172kj/mol（预热+绿电加热）（1）反应条件是1000℃以上的高温。东方电热科技公司、中国宝武八钢正在尝试将煤气和CO2绿电加热到1000℃以上。过去，在菠菜平台·官方网站的印象中，CO2电加热是一个高耗能方式，技术上也不可行。但现在，随着科学技术的不断进步，气体电加热已经是一个很普通的事情，特别是在碳中和背景之下，绿电加热更是备受推崇。将1吨CO2从室温25℃加热到1000℃，所需绿电为330Kw.h。那么，100万吨CO2，则需绿电3.3亿度。CO2+C=2CO+172kj/mol（预热+绿电加热）
由方程式（1）可知：1吨生物炭或者是焦沫（喷吹煤也行，最好用生物碳)，就可以将3.67吨的CO2转化为4.67吨的CO，代价为：330*3.67吨=1211.1kw.h
相比于电解水制氢的用电量，简直可以说是太低了，何乐而不为呢？况且这样的电能消耗现有供电体系也完全能够承受得起；倘若菠菜平台·官方网站把储热技术再耦合进来，将CO2和生物炭先进行预热，那么绿电的用量还会更低。作者团队申请的“一种高温熔融载热体和二氧化碳及碳粉制一氧化碳合成气的方法”已经获得国家专利授权，授权公告号为：CN113148951B。作者团队更加推崇”以化固碳“的技术路线。基本思路是：通过将CO2作为还原剂，将绿电加热或其它高温余热：比如，高炉熔渣（62kg标煤）、转炉熔渣（40kg标煤）作为热源，在高温条件下，喷吹生物碳或其它碳素，将CO2转化为CO，然后通过钢化联产实现“以化固碳”。化学反应方程式：
作为第一阶段的技术成果，该技术已经在山西晋南钢铁公司”转炉高温烟气转化CO2为CO“工业生产中取得成功。
接下来，菠菜平台·官方网站用CO，生产不用氢气或少用氢气的化工产品。比如：甲酸。甲酸作为氢能载体，通过巧妙选择合成路线，可实现制造端不用氢，放氢端常温常压。具体合成路线：CO+CH3OH=HCOOCH3（2）
HCOOCH3+H2O=HCOOH+CH3OH（3）
HCOOH=H2+CO2（4）
注：（2）（3）方程式中，甲醇作为“催化剂”，据测算吨甲酸所用甲醇的消耗量仅为30多kg。
作者团队另一个重磅产品：甲酸制氢小型撬装设备工业化样机，近日将闪亮登场。一俟甲酸制氢撬装设备投入应用，甲酸作为能源产品的通道将快速打开，甲酸制甲醇也将快速中试，甲酸将成为大宗化工产品，其价格也将大幅度降低，甲酸生态体系将很快形成。（3）高度重视合成生物学的减碳作用。工业生物技术是以生物质、二氧化碳等可再生碳资源为原料，以生物细胞或工业酶为工具，生产医药、化工、能源、材料等产品的物质合成与加工模式，具有典型的绿色、可持续等特征。理论上讲，所有的有机化学品都可通过生物法合成。根据预测未来十年，35%的石油化工、煤化工产品将通过生物制造生产，从而摆脱石化资源依赖，成为可再生产品。日前，来自北京化工大学的消息说，疫情中被疯抢的解热镇痛药——对乙酰氨基酚已经可以通过微生物法进行合成。作为一种具有革命性的新技术，合成生物技术将对传统化学合成法形成颠覆。
“碳中和”背景之下，以合成生物学为基础的工业生物技术正在快速成为绿色制造的重要力量，而生物反应条件温和、反应温度仅需20-40℃等特点，在为钢铁企业大量的冗余的低温热源以及CO2、CO资源找到出路的同时，也为合成生物学提供了难得的应用场景。大连理工大学王敏特聘研究员团队与大连化物所王峰研究员团队合作，提出一种生物质直接甲烷化新方法：通过将Mars-van Krevelen机理与二氧化碳（CO2）加氢过程耦合，成功实现了较低温度下（< 200 ºC）生物质资源的直接甲烷化，这一工作为生物质资源在温和条件下的直接利用提供了新的思路。如果菠菜平台·官方网站把王敏团队合成生物甲烷的新技术布置在钢铁企业周边，那么不仅为钢铁企业大量的低温余热资源找到了出路，而且为钢铁企业碳中和探索出了新的途径。
当前，合成生物学已经成为世界各国产业发展的“必争之地”，各国纷纷把生物经济发展上升到战略高度，并积极出台合成生物相关政策。在此背景下，2022年5月10日，国家发改委颁布《“十四五”生物经济发展规划》。
首钢朗泽。采用合成生物学方式，利用钢铁等工业尾气中的CO、CO2，常温（37℃）常压下发酵法生产燃料乙醇，首钢朗泽建成了年产4.5万吨燃料乙醇、300万天然气、10000吨乙醇梭菌蛋白联合生产装置，作为合成生物学的典范，已经稳定运行了四年。目前，该技术已经在贵州、宁夏等电石炉尾气资源丰富的地区转化成功。
山西合成生物产业生态园区。抢抓国家生物基新材料产业发展的政策红利和市场先机，抢占全球生物技术与产业发展制高点，携手上海凯赛生物建设的山西合成生物产业生态园区已进入产业化实施阶段，走在了全国乃至全球的前列。目前，园区内全球首条年产4万吨的生物法癸二酸生产线即将正式投产，全球首条年产90万吨的生物基聚酰胺生产线正在全力建设中，预计于2023年建成投产。作为可替代羊毛、羊绒、蚕丝等的生物新材料，生物基聚酰胺材料系列产品在高端纺织、电子电器、汽车轻量化等领域具有近万亿元的应用市场，且以低成本更具竞争优势。
中科院浙江院及合作单位拥有“利用转基因蓝藻将工业排放的CO2转化为生物丁醇”国际专利技术，是国内外工业碳减排方面最前沿的科技成果，可促进煤电、钢铁、化工、水泥、冶金等诸多高排放行业的CO2减排。他们将工业企业的烟气（CO2含量在10%以上）直接接入光生物反应系统（PBR, PhotoBio Reactor)，利用转基因蓝藻在光合作用下将CO2转化为生物丁醇。该技术属CO2资源化生物利用项目，具备大量减排CO2的功能，在国内有着十分广阔的市场前景，既可以为碳减排客户提供EPC服务，还可以持续提供菌种等耗材，同时回购生物丁醇统一销售，收入模式丰富且稳定。
可以预见的是，随着碳中和的逐步深入，各种合成生物学新技术、新产品将不断涌流。合成生物学作为碳移除的重要方式，将在日益兴起的碳中和市场中占领一席之地，并发挥独特的不可替代的作用。
北科大郭汉杰教授有一个著名的关于氢冶金的报告，题目是：《氢冶金原理与效益预测》，感兴趣的可以查阅。在这里，我向大家提供有关链接，不再赘述。当下，有关氢冶金的话题持续冲上热搜，国内冠名氢冶金的试验性质的项目也是层出不穷。11月9日，山西中晋太行30万吨氢基竖炉直接铁，经过十几年的持续“锻打”终于稳定运行。中晋太行氢基直接铁的成功，标志着困扰氢基直接铁十几年的卡脖子技术难题：CO2和CH4干重整积碳问题被攻克；12月16日，河钢集团张宣科技120万吨氢冶金示范工程一期全线贯通。重磅消息传来，无疑是为国内氢冶金同行打了一剂强心针。然而，氢冶金道阻且长，真正的产业化还要走很长很长的路。首要的制约因素，恐怕还不是纯粹的技术问题，而是廉价氢来源问题。首先让菠菜平台·官方网站重温看一下氢冶金的反应方程式：
以上3个反应属强吸热反应。由于纯氢气还原铁矿石过程大量吸热，竖炉中散料层内的温度场急剧向凉，迟滞了需要消耗大量热量的后续氢气还原氧化铁的化学反应。若要维持预定的生产率（化学反应），必须有足够的热量输入。然而，由于纯氢还原竖炉中没有可以放热的碳源，还原气全为H2，系统内部无法实现热量互补、变换和物质的循环，达到热平衡，必须向炉内补热。唯一可行的办法是：增加作为载热体的入炉氢气总量，例如炉顶压力0.4MPa，900℃的入炉氢气量至少要达到2600Nm3/tDRI，才能满足竖炉还原的热量需求(流化床还原的入炉氢气量高达到4000Nm3/tDRI)，而上述化学反应需要的氢气数量仅仅需要600Nm3。菠菜平台·官方网站搞一个简单的计算，以河钢120万吨和宝武湛江100万吨氢冶金为例：600/11200*120=6.42857万吨，
倘若这些氢气由绿电电解水产生，则需消耗的绿电总量为：5*11200*6.42857=36亿kw.h
120*2600/11200=27.8571万吨
120*(2600/11200)*5*11200=156亿kw.h
事实上，山西中晋太行、河钢和宝武湛江的氢冶金试验目前采用的都是用焦炉煤气作为氢的来源，目的在于先打通流程、攻克难关、积累数据，然后，条件成熟之时再逐步过渡或者说是切换到绿氢。试验中CH4承担了补热的功能。如果完全切换成绿氢，情况可能就会大不相同。由于绿氢制取所需绿电数量巨大，现行供能体系根本无法保障，既使将来装机容量4.5亿千瓦的西北沙漠地区光伏光热大基地建成投运，绿电产能达到9000亿Kw.h，专门用于氢冶金的绿电供应也不会太轻松。有消息说，宝丰能源集团现在的制氢能力是年产6亿立方，采取绿氢绿氧逐年补入方案，第5年最大补入绿氢量为25.15亿Nm3/a，则需耗电125.75亿kw.h。未来计划达到百亿立方，那么耗电至少400亿度以上，显然是很“恐怖”的。因此，即使在西北风光大基地，电能保障形势也会严峻。好在储热技术来了，菠菜平台·官方网站可以尝试将太阳光热技术、储热技术和电加热技术耦合用于氢冶金；如果采用电加热制氢叠加钢铁流程中的余热再利用，或许就是另外一番情景。因为东方电热科技公司已经有能力将氢气加热到1000℃，宝武集团八钢正在尝试等离子体炬加热脱碳煤气，电加热煤气、CO2、H2等技术已经或正在走向成熟。蓬勃发展的太阳能光热储热技术+弃风弃光绿电（低谷电）加热技术，或许能助力氢冶金蹚出一条“血路”。六、结语
本篇综述性论文紧扣钢铁企业减碳降碳主题，通过对几条钢化联产技术路线的深度剖析，特别是通过对陈德荣所做的《中国宝武碳行动方案》的深度解读，对储热技术的畅想，对氢冶金技术路线的反思，给出了《武安君》版大胆的“离奇”的甚至是“荒诞”的减碳思路。碳达峰碳中和是事关中国未来几十年国运的重大政治经济活动，现阶段减碳降碳无论技术还是政策都在“摸着石头过河”。因此，只有各抒己见百花争鸣，才能最终走出一条基本正确的减碳降碳之路。
