在國家自然科學(xué)基金項目（批準號：U21A20321、72025401）資助下，山西大學(xué)程芳琴教授、狄子琛副教授與清華大學(xué)魯璽教授團隊合作在碳減排與固廢資源循環(huán)的研究方面取得進展。相關(guān)成果以“氣-渣協(xié)同減排鋼鐵工業(yè)碳排放（Synergistic gas–slag scheme to mitigate CO₂emissions from the steel industry）”為題，于2025年5月28日在線發(fā)表于《自然·可持續(xù)發(fā)展》（Nature Sustainability）雜志上。tpxw2025-07-24-01.jpg
工業(yè)廢棄資源循環(huán)利用是產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，鋼鐵-焦化產(chǎn)業(yè)貢獻了全球工業(yè)碳排放量的30%，伴生的高溫熔渣（1600°C）與工藝尾氣（含CO/H₂/CH₄）蘊含大量熱能與潛在固碳組分，其物質(zhì)-能量協(xié)同減碳潛力尚未充分開發(fā)。
針對這一問題，上述研究團隊構(gòu)建“化工-經(jīng)濟-環(huán)境”融合的動態(tài)混合評估模型，開發(fā)以吸附重整技術(shù)鏈接“渣熱回收-吸附重整-高爐噴吹-建材利用”全流程的能質(zhì)循環(huán)技術(shù)體系，實現(xiàn)基于原位氣-渣協(xié)同循環(huán)的大幅碳減排，成本僅為碳捕集技術(shù)方案的一半，打破傳統(tǒng)循環(huán)技術(shù)碳減排的限制。通過構(gòu)建覆蓋全國上百家鋼鐵廠、焦化廠、水泥廠及生物質(zhì)資源的空間數(shù)據(jù)集及空間匹配模型，證明在現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)布局和資源潛量約束下，該能質(zhì)循環(huán)技術(shù)能適配約46%的鋼鐵廠，可助力部分省份實現(xiàn)噸鋼碳排放強度下降一半左右。
該研究成果量化評估了鋼鐵工業(yè)內(nèi)源能質(zhì)循環(huán)的深度減碳潛力，構(gòu)建了“尾氣-熔渣協(xié)同循環(huán)體系”并提出分階段脫碳技術(shù)路線圖，為高碳工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型與循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展提供了借鑒。
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