未來網高校2025-05-31 17:47
近日，山西大學資源與環境工程研究所程芳琴教授團隊與清華大學魯玺教授聯合在産業廢棄物資源增效减碳方面取得重要进展。研究成果以“Synergistic gas-slag scheme to mitigate CO2 emissions from the steel industry”为题发表于Nature Sustainability（影响因子：26.2）。
工業廢棄資源循環利用是産業可持續發展的關鍵，鋼鐵-焦化産業貢獻了全球工業碳排放量的30%，其伴生的高溫熔渣（1600°C）與工藝尾氣（含CO/H₂/CH₄）蘊含大量熱能與碳氫資源，物質-能量協同減碳潛力尚未充分開發。針對這一問題，研究團隊建立了“化工-環境-經濟”融合的動態混合評估模型，構建覆蓋全國361家鋼鐵廠、331家焦化廠、1531家水泥廠的點源數據集及空間匹配模型，系統研究了焦爐煤氣-廢渣協同減碳效益，闡明了當前産業布局與資源約束下，煤-焦-冶-建-化産業鏈共生的脫碳潛力。
論文構建了以吸附重整技術鏈接“渣熱回收-吸附重整-高爐噴吹-建材利用”全流程的能-質循環技術體系，通過氣-渣組分協同調控與能質耦合，突破傳統氣/渣單一循環模式瓶頸，將碳減排潛力由15%-28%提升至48%，固廢利用率由30%提高到65%。基于此研究框架，評估我國煤-焦-冶-建-化産業共生潛力，碳減排潛力可達63%-92%。在現有産業布局和資源潛量約束下，氣-渣協同循環技術適配煤基産業集聚區，實現資源增效減碳。
該研究構建了“尾氣-熔渣協同循環體系”並提出分階段脫碳技術路線圖，量化評估了煤基産業內源能質循環的深度減碳潛力，爲高碳工業低碳轉型與循環經濟發展提供了借鑒。
山西大學資源與環境工程研究所程芳琴教授和清華大學環境學院魯玺教授爲論文通訊作者，山西大學資源與環境工程研究所狄子琛副教授爲論文的第一作者。合作者還有山西大學王彥霞博士、常成功碩士和宋慧平教授。
該研究工作得到國家自然科學基金區域創新發展聯合重點項目（U21A20321），國家傑出青年科學基金項目（72025401）等支持。
Nature Sustainability是国际资源环境领域顶级期刊，聚焦于可再生能源、可持续性与环境，刊登高质量前沿研究成果。（通讯员：张颖）
