炼铁系统碳排放及经济性评估

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表6 炼铁工序碳排放水平

Table 6 Ironmaking process carbon emission level

工序产品

焦化 焦炭

烧结烧结矿

球团球团矿

高炉铁水

合计

(产量/用量)/排放因子/CO2排放量

[kg.(HM)-1]

370

897

489

1000

1C02.t1

0.692

0.159

0.044

0.739

kg.(tHM)

256.08

142.11

21.52

739.35

1159.05

高炉:63.8%

焦化:22.1%

球团:1.8%烧结:12.3%图2 炼铁各工序排放占比

Fig. 2 Emission proportions of individual ironmaking

process steps

800700--(WHI)600-500-400-00100

20

30

40

50

60

球团配比/%

70

80

1200

(WHI).

900

800

一焦化;2一烧结;3一球团;4一高炉;5一总排放。图3 各工序碳排放随球团配比的变化情况Fig. 3 Variation of carbon emissions in each process

with pellet ratic

本将分别突破4700元和7500元大关，如图4所示。这一趋势表明，碳税成本正逐渐从高炉经济性的外生扰动因子转化为内生决定性因子。

在当前碳价水平下，碳税成本仅占炼铁总成本的一小部分，对炼铁经济性的影响相对有限。然而，在球团配比不变的条件下，碳税成本随碳价呈线性增长，并将在中长期情景下由成本边缘因素转变为炼铁经济性的主导因素。这一结果表

8000

7000

60000004000-30002000

2025 203020402050年份/年

2060

1一保守成本;2一激进成本。图4 球团配比30%情况下含碳税的吨铁成本预测值Fig. 4 Predicted hot metal cost per ton with carbon taxat 30% pellet ratio

明，未来碳价机制可能显著改变传统高炉炼铁工艺的经济评价体系。

随着未来碳价水平的提高，碳税成本在炼铁总成本中的占比不断增加，球团配比变化所引起的碳排放差异开始对总成本产生显著影响。图5展示了在不同碳价情景下，炼铁总成本相对于基准工况的变化量随球团配比的变化关系。

2025

2030

R98

74

160

320

2040

2050

2060

480

204050607080球团配比(质量分数)/%图5 不同碳价阶段球团配比提升带来的总成本变化情况Fig. 5 Total cost variation due to pellet ratio increase atdifferent carbon price levels

由图5可知，在低碳价情景下，总成本变化随球团配比的提升呈现出明显的先升后降的特征，并在高球团配比区间出现成本平衡点，即为“碳税反转点”，在此点之后继续提升球团配比，总成本开始下降，说明随着碳价的提高，高球团配比带来的碳税经济优势逐渐可以抵消生产成本劣势。从长期视角来看，随着碳价水平的提高，“碳税反转点”逐渐向低球团配比方向移动，球团配比的经济最优区间随碳价水平动态变化，“碳税反转点’