高碳产业低碳转型新方案：气—渣协同循环体系

　　5月28日，山西大学资源与环境工程研究所教授程芳琴团队与清华大学环境学院教授鲁玺联合在《自然—可持续性》（Nature Sustainability）期刊发表了最新研究成果。该成果构建了“尾气—熔渣协同循环体系”，并提出分阶段脱碳技术路线图，系统研究了焦炉煤气—废渣协同减碳效益，阐明当前产业布局与资源约束下，煤—焦—冶—建—化产业链共生的脱碳潜力。

　　工业废弃资源循环利用是产业可持续发展的关键，钢铁—焦化产业贡献了全球工业碳排放量的30%，其伴生的高温熔渣（1600°C）与工艺尾气（含一氧化碳、氢气、甲烷等）蕴含大量热能与碳氢资源，然而其中的物质—能量协同减碳潜力尚未充分开发。

　　针对这一问题，研究团队建立了“化工—环境—经济”融合的动态混合评估模型，构建覆盖全国361家钢铁厂、331焦化厂、1531家水泥厂的点源数据集及空间匹配模型，系统研究了焦炉煤气—废渣协同减碳效益，阐明了当前产业布局与资源约束下，煤—焦—冶—建—化产业链共生的脱碳潜力。

　　论文构建了以吸附重整技术链接“渣热回收—吸附重整—高炉喷吹—建材利用”全流程的能—质循环技术体系，通过气—渣组分协同调控与能质耦合，突破传统气/渣单一循环模式瓶颈，将碳减排潜力由15%-28%提升至48%，固废利用率由30%提高到65%。

　　基于此研究框架，评估我国煤—焦—冶—建—化产业共生潜力后发现，碳减排潜力可达63%~92%。在现有产业布局和资源潜量约束下，气—渣协同循环技术适配煤基产业集聚区，实现资源增效减碳。

　　该研究系统量化了煤基产业废弃物能—质循环的深度脱碳潜力，为高碳工业低碳转型与循环经济发展提供了借鉴。

　　程芳琴和鲁玺为论文通讯作者，山西大学副教授狄子琛为论文第一作者。

　　该研究工作得到国家自然科学基金区域创新发展联合重点项目，国家杰出青年科学基金项目等支持。

　　相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41893-025-01572-2