回顧中國(guó)鋼研70年的發(fā)展歷史，我們看到了中國(guó)鋼鐵工業(yè)70年技術(shù)進(jìn)步的歷史縮影，看到了中國(guó)鋼鐵工業(yè)由小變大、由弱變強(qiáng)的過(guò)程。自1952年成立，70年來(lái)，中國(guó)鋼研一直是是冶金行業(yè)當(dāng)之無(wú)愧的國(guó)家隊(duì)，為中國(guó)鋼鐵行業(yè)的崛起和國(guó)防軍工事業(yè)的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。中國(guó)鋼研是冶金行業(yè)重大關(guān)鍵與共性技術(shù)創(chuàng)新基地，是我國(guó)金屬新材料研發(fā)創(chuàng)新基地，也是國(guó)家金屬材料測(cè)試與質(zhì)量評(píng)價(jià)權(quán)威機(jī)構(gòu)，承擔(dān)了50%鋼鐵行業(yè)重大關(guān)鍵與共性技術(shù)、60%國(guó)防軍工冶金新材料、90%國(guó)防軍工鋼鐵新材料研制開(kāi)發(fā)任務(wù)。
可以說(shuō)，在中國(guó)鋼鐵工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的每一個(gè)歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)，都有中國(guó)鋼研的身影。我有幸于2006年開(kāi)始與鋼研結(jié)緣，加入殷瑞鈺院士的研究團(tuán)隊(duì)，主要是在殷瑞鈺院士提出的“冶金流程工程學(xué)”這一學(xué)科新分支的理論指導(dǎo)下，開(kāi)展鋼鐵制造流程層次上的低碳減排理論、低碳技術(shù)開(kāi)發(fā)和低碳發(fā)展戰(zhàn)略咨詢研究工作，至今已在鋼研學(xué)習(xí)、工作、生活了16年。16年來(lái)，我深切地感受到，鋼研作為國(guó)家級(jí)的轉(zhuǎn)制型科研院所與高等院校、生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)展科研工作的區(qū)別：在這里每一個(gè)鋼研人都可以在某一個(gè)領(lǐng)域潛心鉆研，并且所開(kāi)展的研究更接近于生產(chǎn)實(shí)際，所產(chǎn)出的科研成果影響面更廣，也更容易在企業(yè)中得到轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，為企業(yè)、行業(yè)乃至國(guó)家貢獻(xiàn)自己的一份力量。下文主要是結(jié)合我個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程，談?wù)勚袊?guó)鋼研在低碳發(fā)展領(lǐng)域?yàn)橹袊?guó)鋼鐵工業(yè)所做出的貢獻(xiàn)。
進(jìn)入21世紀(jì)，綠色化、智能化和產(chǎn)品品牌化成為了中國(guó)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展的時(shí)代命題。特別是在2020年9月22日的第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)期間，習(xí)近平總書(shū)記代表中國(guó)作出“雙碳”承諾（即二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和）之后，綠色化特別是低碳發(fā)展更是成為了鋼鐵行業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)命題。
中國(guó)鋼研在鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展領(lǐng)域研究起步最早、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累最全面、理論研究最深入。1997年底，《京都議定書(shū)》在日本京都通過(guò)。中國(guó)鋼研殷瑞鈺院士敏銳地意識(shí)到這是全球應(yīng)對(duì)氣候變化的一個(gè)重要里程碑，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到這將給未來(lái)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，中國(guó)鋼鐵行業(yè)要開(kāi)始關(guān)注碳減排問(wèn)題了。于是，1998年，他在中國(guó)鋼研正式組建鋼鐵工業(yè)低碳發(fā)展研究團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)主要是在冶金流程工程學(xué)的理論指導(dǎo)下，開(kāi)展鋼鐵制造流程的碳素流運(yùn)行規(guī)律、鋼鐵工業(yè)/企業(yè)CO2排放計(jì)算方法學(xué)、LCA評(píng)價(jià)、鋼鐵工業(yè)碳減排途徑以及鋼鐵行業(yè)/企業(yè)戰(zhàn)略咨詢研究。中國(guó)鋼研率先構(gòu)建起了既能反映我國(guó)國(guó)情又能與國(guó)際接軌的鋼鐵行業(yè)/企業(yè)/工序三個(gè)層次CO2排放計(jì)算方法體系，并對(duì)中國(guó)鋼鐵工業(yè)、鋼鐵企業(yè)、兩類流程工序?qū)用娴腃O2排放量以及流程結(jié)構(gòu)對(duì)鋼鐵工業(yè)CO2排放的影響進(jìn)行全面系統(tǒng)的量化分析，并牽頭或參與了相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制訂。經(jīng)過(guò)20來(lái)年的發(fā)展，已形成體系化的低碳減排理論、低碳技術(shù)開(kāi)發(fā)和低碳產(chǎn)品應(yīng)用案例，于2020年出版《鋼鐵制造流程中碳素流運(yùn)行規(guī)律與碳減排途徑》。
中國(guó)鋼研是鋼鐵行業(yè)低碳戰(zhàn)略核心支撐者，也是中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展研究基地和中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)低碳工作推進(jìn)委員會(huì)低碳發(fā)展工作組組長(zhǎng)單位，率先提出了“鋼廠三大功能”的理念和“綠色化、智能化、品牌化引領(lǐng)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”的新思路，為國(guó)家、行業(yè)、企業(yè)提供低碳發(fā)展戰(zhàn)略咨詢，貢獻(xiàn)鋼研智慧。先后承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)工程院、生態(tài)環(huán)境部、工業(yè)和信息化部、科技部、發(fā)改委等相關(guān)部委以及多家鋼鐵企業(yè)的戰(zhàn)略咨詢項(xiàng)目。2021年，中國(guó)鋼研更是支撐了發(fā)改委、工信部、生態(tài)環(huán)境部、科技部等相關(guān)部委和中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)在鋼鐵行業(yè)“雙碳”領(lǐng)域的相關(guān)工作，特別是受中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)委托，完成了《鋼鐵行業(yè)碳達(dá)峰碳中和愿景規(guī)劃（試行）》、《中國(guó)鋼鐵工業(yè)低碳發(fā)展技術(shù)路線圖》編制；受中國(guó)工程院委托，完成了《鋼鐵產(chǎn)業(yè)碳達(dá)峰碳中和實(shí)施路徑研究》；受河鋼集團(tuán)委托，完成了《河鋼集團(tuán)低碳發(fā)展技術(shù)路線圖》的編制等，研究成果得到了政府部門和業(yè)界的高度認(rèn)可，在鋼鐵行業(yè)乃至流程工業(yè)的綠色低碳發(fā)展領(lǐng)域具有不可替代的影響力。在行業(yè)雙碳戰(zhàn)略層面，建立了鋼鐵行業(yè)“雙碳”分析模型（CISRI-CPCN），繪制了我國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展的路線圖，通過(guò)研判鋼鐵行業(yè)未來(lái)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、流程結(jié)構(gòu)等特征，分析各類減碳技術(shù)、措施的發(fā)展前景及減排貢獻(xiàn)，設(shè)想了中國(guó)鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的三階段發(fā)展目標(biāo)及路線圖，作出了如下重要判斷并為國(guó)家相關(guān)部委和行業(yè)協(xié)會(huì)所采納：我國(guó)鋼鐵行業(yè)已進(jìn)入碳排放峰值平臺(tái)期，峰值約為17~18億噸；落實(shí)雙碳目標(biāo)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與流程結(jié)構(gòu)調(diào)整是兩大重要抓手，關(guān)鍵共性技術(shù)突破是重要支撐，智能制造是有效手段；到2060年，通過(guò)這四項(xiàng)舉措有望實(shí)現(xiàn)95%的減排，進(jìn)一步通過(guò)全社會(huì)協(xié)同，可實(shí)現(xiàn)碳中和。
中國(guó)鋼研是低碳工藝原創(chuàng)技術(shù)策源地，也是中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳技術(shù)研究基地和中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)低碳技術(shù)工作組組長(zhǎng)單位。理論、概念、技術(shù)、方法的創(chuàng)新，支撐了鋼鐵制造流程流程層次上的低碳技術(shù)開(kāi)發(fā)與集成優(yōu)化，代表性技術(shù)有：一罐到底、鋼包快速周轉(zhuǎn)、熱送熱裝等“界面”技術(shù)，全廢鋼電爐流程的集成優(yōu)化等，特別是在電爐高效冶煉工藝及裝備技術(shù)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，提出了以“兩鏈一流”系統(tǒng)為核心的城市鋼廠概念和方案設(shè)想，構(gòu)建以鑄軋高溫?zé)徇B接為核心的“四個(gè)一”銜接匹配的流程結(jié)構(gòu)，促進(jìn)全廢鋼電爐流程動(dòng)態(tài)有序高效運(yùn)行，從本質(zhì)上提高了生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)力。
發(fā)展氫冶金是我國(guó)鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的必然選擇。中國(guó)鋼研率先開(kāi)展了純氫冶金的研究和中試裝備設(shè)計(jì)工作，自主投入1.45億元建設(shè)萬(wàn)噸級(jí)純氫冶金示范工程，引領(lǐng)行業(yè)降碳工藝變革。特別是在政協(xié)第十三屆全國(guó)委員會(huì)第四次會(huì)議上，全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)鋼研黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)張少明提交的“加強(qiáng)氫冶金關(guān)鍵技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，推進(jìn)鋼鐵工業(yè)向低碳目標(biāo)邁進(jìn)”提案，被列為政協(xié)專門委員會(huì)負(fù)責(zé)督辦的全國(guó)重點(diǎn)提案，工信部專程為此到中國(guó)鋼研開(kāi)展專題調(diào)研、積極推進(jìn)提案落實(shí)工作。
中國(guó)鋼研積極推進(jìn)鋼廠智能化，是低碳管控的行業(yè)引領(lǐng)者。率先開(kāi)展鋼鐵制造流程碳素流運(yùn)行規(guī)律研究，并構(gòu)建起鋼鐵制造流程碳素流運(yùn)行仿真軟件，實(shí)現(xiàn)了全流程不同工序不同碳排放形式的定量化的準(zhǔn)確描述、展示和云端化操作，為鋼鐵企業(yè)碳素流的精益管控提供基礎(chǔ)支撐；深度融合“工藝”和“自動(dòng)化”，集成開(kāi)發(fā)了鋼研碳云平臺(tái)，該平臺(tái)是面向鋼鐵行業(yè)的具有公益屬性的第三方低碳管控互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)，可為國(guó)家相關(guān)部委、地方政府、行業(yè)協(xié)會(huì)等管理部門以及企業(yè)提供碳排放核算管控和全生命周期評(píng)價(jià)兩大服務(wù)，支撐低碳發(fā)展戰(zhàn)略咨詢、碳資產(chǎn)管理、低碳技術(shù)認(rèn)證、低碳產(chǎn)品認(rèn)證以及上下游產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同降碳，平臺(tái)建設(shè)得到了發(fā)改委的資助。同時(shí)，提出鋼廠智能化的核心是要建立一個(gè)信息物理融合系統(tǒng)，通過(guò) “三流”協(xié)同和 “三網(wǎng)”融合的路徑，集成推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“三流一態(tài)”；自主開(kāi)發(fā)了“界面”技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)、跨工序協(xié)同調(diào)度及多介質(zhì)能源動(dòng)態(tài)調(diào)配等關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展鋼廠智能化示范。
中國(guó)鋼研是低碳材料創(chuàng)新研發(fā)基地，致力于鋼材性能和壽命的不斷提升，助力產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)和全社會(huì)協(xié)同減排。自主開(kāi)發(fā)了釩微合金化技術(shù)，促進(jìn)鋼筋等級(jí)提升，減少8~15%的鋼筋用量。據(jù)美國(guó)學(xué)者分析，中國(guó)采用此技術(shù)實(shí)現(xiàn)鋼筋升級(jí)，減排CO2約1億噸/年，占全國(guó)碳排放總量1%；自主開(kāi)發(fā)了G115馬氏體耐熱鋼，滿足了630℃超超臨界火電機(jī)組鍋爐用鋼需求，機(jī)組效率提高至50.36%，減排效果顯著。
展望未來(lái)，奮楫揚(yáng)帆謀新篇。中國(guó)鋼研將秉承“戰(zhàn)略引領(lǐng)、夯實(shí)基礎(chǔ)、重點(diǎn)突破”，守正創(chuàng)新，融合發(fā)展，聚焦雙碳目標(biāo)，引領(lǐng)低碳技術(shù)變革，為行業(yè)低碳發(fā)展提供材料全生命周期一體化解決方案。建設(shè)原創(chuàng)技術(shù)策源地，支撐鋼鐵碳達(dá)峰碳中和，以鋼研夢(mèng)助力中國(guó)夢(mèng)！
中國(guó)鋼研鋼鐵綠色化智能化技術(shù)中心綠色化方向負(fù)責(zé)人
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