鋼鐵行業綠色低碳發展現狀及技術路徑

陳麗云

編者按：今年7月10日至16日是我國第33個全國節能宣傳周，主題為“節能降碳，你我同行”。7月10日上午，國家發展改革委聯合廣東省人民政府、廣州市人民政府在廣州市舉辦2023年全國節能宣傳周啟動儀式。啟動儀式主要包括技術新應用、標準新升級、企業新行動、榜樣新力量等4項活動。

為更好解讀節能工作，我刊聯合中宏網，約請部分專家撰寫署名文章，以饗讀者。

一、鋼鐵行業綠色發展現狀和進展

“十三五”以來，鋼鐵行業加快轉型升級改造，從生產結構、裝備技術、創新機制等方面多措并舉，積極推動行業綠色可持續發展，節能降耗成效明顯，行業的綠色發展水平得到大幅提升。2015—2022年，重點統計鋼鐵企業平均噸鋼綜合能耗降幅4%。噸鋼二氧化硫排放降幅73%；噸鋼煙粉塵排放降幅65%。2022年，隨著超低排放工程的持續推進，會員企業不斷加大環保投入，各項環保指標持續改善。但由于鋼鐵需求減少、產量下降，整體產能利用率有所降低，以及環保設施耗能等因素，抵消了企業實施節能措施帶來的能耗降低，導致噸鋼綜合能耗同比增長0.23%。為進一步推動鋼鐵行業綠色低碳高質量發展，鋼鐵行業和企業正從超低排放、節能增效、低碳轉型等方向持續穩步推進。

環保方面，截至2023年5月底已有85家企業完成超低排放改造和評估監測公示，其中58家企業（包括一家球團廠）完成全過程超低排放改造公示，涉及粗鋼產能約2.95億噸；27家企業完成部分超低排放改造公示，涉及粗鋼產能約1.24億噸。隨著鋼鐵企業超低排放改造持續推進，鋼鐵企業環保意識和環境管理水平大幅提升，面貌大為改觀。

節能增效方面，2022年鋼鐵協會啟動了“極致能效”工程。以開展鋼鐵行業“雙碳最佳實踐能效標桿示范廠”培育工作為抓手，通過整理發布極致能效技術清單、能力清單、政策清單，為企業提升能效管理水平提供依據；通過國標強制性標準修訂和團標對標指南制定，統一各工序能效對標標準；通過開發重點工序能效對標數據填報系統，促進能效數據質量提升，以典型示范企業能效提升帶動行業整體能效水平進步，力爭實現2023年0.8億—1.0億噸、2024年1.5億—2.0億噸、2025年2.0億—3.0億噸鋼鐵產能達到能效標桿水平。

低碳轉型方面，鋼鐵企業也在積極探索。一方面加大綠色能源應用，如寶武湛江建成了總裝機量46.89MW，涵蓋“水、陸、空”的分布式光伏項目；酒鋼依托酒泉、嘉峪關風光資源、自備電力系統調峰能力，正在推進建設2400MW風光電項目；寶武鄂鋼、太鋼、晉南、中天南通、連云港亞新鋼鐵、包鋼、沙鋼等鋼鐵企業均布局建設了光伏發電項目。另一方面，低碳冶金技術取得階段性進展。與傳統的碳冶金相比，氫冶金可以從源頭降低二氧化碳的排放量，目前主要關注三個技術方向，即富氫/全氫氣基直接還原（含豎爐、流化床等）、富氫碳循環高爐、氫基熔融還原。目前河鋼、寶武、鞍鋼等單位布局的氫冶金產業化項目均取得了階段性進展。但值得注意的是，大規模、低成本的綠色氫氣，并實現安全、低成本的運輸，是氫冶金未來發展的前提。氫冶金的發展有賴于清潔能源（太陽能、風能等）產業的快速發展以及大規模低成本制氫技術的突破與應用。

二、鋼鐵行業節能降碳技術路徑

鋼鐵行業化石能源占比高，碳排放主要來源于化石能源的消耗。因此，鋼鐵行業目前實施的節能措施基本都具有降碳的效果。尤其現階段，節能降碳路徑是高度統一的。

鋼鐵行業低碳工作推進委員會2022年發布的鋼鐵行業低碳技術路線圖明確了鋼鐵行業實現雙碳目標的低碳技術路徑措施：一是系統能效提升。通過深度節能技術應用與裝備升級改造，實現能源精細化管控，余熱余能應收盡收，做到全系統極致能效。二是資源循環利用。將鋼鐵生產流程產生的固、液、氣等二次資源以及社會產生的廢鋼等二次資源，通過鋼鐵循環高效再利用，實現資源利用價值最大化。三是流程優化創新。立足現有工藝及裝備，通過調整和優化原料結構、工藝結構和用能結構，創新鋼鐵制造工藝流程，提升流程效能。四是冶煉工藝突破。擺脫傳統工藝流程和裝備的束縛，尋求關鍵技術變革性創新。重大的冶煉工藝突破是鋼鐵行業近中期和中遠期快速減碳的關鍵。五是產品迭代升級。基于鋼鐵產品全生命周期評價，通過開發更高性能的綠色鋼鐵產品，使鋼鐵材料具有更高強度、更高壽命、更高效能，減少鋼鐵材料用戶需求量。六是捕集封存利用。將二氧化碳從鋼鐵制造排放源中分離，并經濟高效封存、固化或資源化利用，是實現鋼鐵行業碳中和重要保障。

這六條技術路線中除碳捕集外，基本都屬于節能低碳協同的措施。此外，中國鋼鐵同時面臨應對污染物控制和碳排放兩大任務，減污降碳協同將是未來技術的發展趨勢，因此更需要一些突破性創新性的減污降碳協同治理技術的研發和推廣。◆

（作者為中國鋼鐵工業協會科技環保部節能環保處處長）