鋼鐵二氧化碳減排情況與建議

□ 郝經偉趙 宏張 標閆永芳

鋼鐵二氧化碳減排情況與建議

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鋼鐵行業是能源消耗和二氧化碳排放大戶，行業整體節能減排水平不高，隨著我國發展低碳經濟的步伐加快，鋼鐵行業二氧化碳減排的壓力遽增，因此，在全行業推廣和應用節能減排技術十分必要和緊迫。

鋼鐵；二氧化碳；節能減排

二氧化碳是典型的溫室氣體，也是導致地球氣溫升高最主要的溫室氣體。自工業革命開始，人類開始大量排放二氧化碳，大氣溫室效應增強，引起地球氣溫不斷升高。近百年來，全球氣溫升高0.6℃，造成冰川消融、氣象災害和氣候異常事件頻發、海平面上升等嚴重問題，引起了全世界的關注。我國鋼鐵生產規模大，是二氧化碳排放的主要行業之一，節能減排總體水平與國際先進水平有較大差距，是我國碳減排的重點行業，是我國發展低碳經濟的重要組成部分，二氧化碳減排壓力巨大。

一、我國鋼鐵行業二氧化碳減排情況

節能降耗是降低二氧化碳排放最有效、最實用的技術手段。我國鋼鐵行業的能耗約占全國總能耗的14%，排放的二氧化碳總量占全國的10%以上。多年來，雖然我國鋼鐵行業節能降耗取得了較好的成績，但行業平均噸鋼能耗仍比國際先進水平高15%左右，噸鋼二氧化碳排放量平均約2.1t，而先進水平國家僅為1.7t，只有寶鋼等少數企業能在整體上達到國際先進水平，大部分企業還有較大差距。

二、鋼鐵生產二氧化碳減排存在的問題

1．工藝路線和用能結構的差異

我國鋼鐵生產以高爐-轉爐的長流程結構為主，粗鋼產能約占全國總產能的85%，而發達國家為45%～65%。長流程生產工藝的能耗高，約是廢鋼-電爐短流程生產工藝的2倍，二氧化碳排放量大。此外，我國鋼鐵生產以煤炭為主要能源，約占總能源的90%，生產使用的煤炭品質不高，能源利用效率低，導致二氧化碳排放量大。

2．入爐鐵礦品位低

我國鐵礦品位低，受生產成本、鐵礦資源供應等方面影響，高爐入爐鐵礦品位偏低，無效能源消耗增加，生產能耗高，致使單位產品二氧化碳排放量大。

3．中低水平裝備產能大

在現有鋼鐵產能中，落后和一般水平裝備所占比例約為1/3。與較先進裝備相比，這些裝備的能耗要高出15%左右，余能、余熱、煤氣回收要低30%以上，高能耗導致了二氧化碳的高排放。

4．中低檔產品比例大

與高檔產品相比，中低檔鋼材產品性能差，終端使用時，要達到同樣的性能效果，使用量需增加，這樣就會增加用戶能耗。同時，中低檔鋼材使用壽命偏低，在相同的時期內，回收再生產的頻次高，需額外消耗更多的能源。在我國現有的鋼材產品中，中低檔產品所占比重較大，導致行業平均單位產品能源消耗高、二氧化碳排放高。

5．能源回收水平不高

鋼鐵生產過程伴隨大量的能源消耗和轉化，余熱、余能、蒸汽、煤氣等大量產生。目前，國內大部分鋼鐵企業的二次能源回收系統不完善，能源損失嚴重，能耗量居高不下，二氧化碳排放量難以降低。

三、提升鋼鐵生產二氧化碳減排水平的建議

1．提高入爐鐵礦品位

提高入爐鐵礦品位是鋼鐵生產節能降耗的關鍵。原料品位的提高可有效降低入爐料中的雜質含量，減少爐渣產生量和能源消耗量，從源頭上減少資源、能源消耗，實現二氧化碳減排。據統計，高爐入爐品位每提高1%，焦比下降2%，節能效果明顯。我國自有鐵礦資源品位低，應采取多種措施提高入爐品位，如適當增加高品位進口礦數量，提高鐵礦入爐品位，等等。

2．采用大型現代化裝備及先進的工藝技術

采用大型化、現代化技術設備和先進技術，淘汰落后裝備，生產技術經濟指標會得到很大改善，能有效提高能源利用率，降低資源能源消耗和二氧化碳產生量。成熟的節能技術及裝備有：搗固焦爐煉焦，配置干熄焦裝置，燒結采用鋪底料及厚料層操作，高爐采用富氧和大噴煤等技術，連鑄坯熱裝熱送、選用高溫蓄熱加熱爐，等等。

3．提高產品檔次和質量

高檔次鋼材的生產能耗略高，但性能優、使用量少、壽命長，同時能減少下游產業生產和用戶的消耗，在鋼材全壽命周期的節能減排效果明顯。如將汽車用鋼全部換成高強度、高塑性、高韌性的第三代汽車用鋼，除提高汽車安全性外，可減少汽車用鋼量10%以上，降低汽車使用過程能耗及二氧化碳排放量。

4．充分利用二次能源

充分回收利用鋼鐵生產過程中產生的余熱、余壓、余能及工業廢氣，可減少煤炭等化石燃料的使用，提高能源利用效率，降低單位產能能耗水平，減少二氧化碳排放。目前，成熟的技術有：高爐TRT發電、燒結余熱回收、干熄焦回收蒸汽發電、CCPP聯合循環發電項目等。

5．使用清潔能源，研究低碳冶金新技術

核能、太陽能、風能、水能等清潔能源屬非涉碳能源，鋼鐵生產過程使用這些能源替代涉碳能源可有效減少二氧化碳排放。研究低碳冶金新技術可減少能源消耗，減排二氧化碳，目前部分鋼企正在研究實驗一些理論可行的技術，如高爐煤氣回輸技術、高爐純氧冶煉技術、二氧化碳捕集利用技術等。

四、結束語

鋼鐵生產過程中，實施二氧化碳減排最重要的措施是節能，優化流程、實現能源利用高效轉換、回收能源再利用及能源流網絡運行優化是重要的節能措施。目前，我國少數鋼鐵企業的節能減排水平已達到國際先進水平，但是行業整體節能減排水平不高。鋼鐵行業二氧化碳排放總量大，雖然我國還未強制鋼鐵行業減排二氧化碳，但隨著我國碳減排的壓力增大，在鋼鐵行業中推廣應用節能減排技術十分必要和緊迫。

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（作者單位：1．中國國際工程咨詢公司，北京100048；2．中國專利技術開發公司，北京100088）

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1002-1779 (2015) 06-0035-02