“雙碳”背景下四川短流程煉鋼綠色發展路徑

高 暢 房景燕 李宗鵬 馬麗莉

（四川省工業環境監測研究院 四川成都 610000）

引言

2020 年9 月22 日，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上宣布，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現碳中和。黨的二十大報告明確提出，實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，是著力解決資源環境約束突出問題、實現中華民族永續發展的必然選擇。如今，低碳發展成為中國式現代化的新標志，碳排放總量也成為人類文明進步的最重要約束變量。

鋼鐵行業是我國國民經濟基礎行業，也是制造門類中碳排放量最大的行業，占全國碳排放總量的15%左右，占全球鋼鐵碳排放總量的60%以上[1]。因此，鋼鐵行業綠色低碳轉型發展是國家實現“雙碳”目標的重要支撐。

鋼鐵行業的生產流程主要有2 種，一種是以原礦為原料，通過“高爐-轉爐”工藝的長流程煉鋼。目前，我國長流程煉鋼占比約90%[2]，噸鋼二氧化碳排放量約2t，噸鋼能耗約600kgce[3]。另一種是以廢鋼為原料，通過電爐冶煉的短流程煉鋼。目前我國全廢鋼短流程工藝噸鋼二氧化碳排放量約0.5t，噸鋼能耗約350kgce[3]。相比長流程煉鋼，短流程工藝明顯具有低能耗、低碳排放的優勢，同時廢氣、廢水、廢渣的排放也大大減少，具有綠色生產特征，因此推進短流程煉鋼是實現我國鋼鐵行業低碳綠色轉型的必然要求。為助力四川省短流程煉鋼綠色低碳發展，本文在分析四川省短流程煉鋼產業發展現狀的基礎上，從廢鋼原料保障、產業結構優化、節能降碳升級、強化技術創新等方面提出綠色發展路徑建議。

1 四川省短流程鋼鐵發展基礎

在我國短流程煉鋼比重遠低于國際發達國家水平的背景下[4]，四川省相比國內其他省份具有明顯的短流程煉鋼產業優勢。四川省一共有17家鋼鐵企業，產能規模約3200萬t，短流程煉鋼企業以冶控集團、攀長特、罡宸不銹鋼、眉雅鋼鐵為代表，2022 年煉鋼規模達1300萬t，電爐鋼占比約40%，居全國第一，成為全國短流程煉鋼產業的重要集聚區。

1.1 產業發展基礎

1.1.1 深化供給側結構性改革

“十三五”期間，四川省累計壓減粗鋼產能497萬t、煉鐵產能227萬t，全面完成既定目標。同時，為深入落實碳達峰碳中和戰略要求，提高產業集中度，提升核心競爭力，促進四川省鋼鐵產業綠色低碳高質量發展，四川省按照“企業主體、市場化運作、政府引導”的原則，推動盛泉鋼鐵、達州航達、中川建材、鑫陽鋼鐵、安山鋼鐵、成實鋼鐵、都鋼、長峰鋼鐵8 家短流程煉鋼企業整合成立了四川冶控集團公司，成為了國內第一家千萬噸級規模短流程煉鋼集團。

1.1.2 產業高端布局

除冶控集團外，四川省還有以攀長特為代表的國家特鋼短流程科研生產基地，和以罡宸公司為代表的短流程不銹鋼生產企業。攀長特主要研發生產特種合金、特種不銹鋼、鈦合金等高端產品，廣泛應用于航空、航天、海裝、核電、交通、機械、石化等領域，已成為國家重點工程配套的核心供應商。罡宸公司作為川渝唯一一家短流程不銹鋼生產企業，在國家西部大開發、加快新型工業化、新型城鎮化建設的大背景下，支撐高端不銹鋼的巨大市場需求，助力成渝地區汽車制造、化工、IT 等新型產業園的建立。

1.2 低碳發展基礎

1.2.1 清潔能源保障

電力是電爐短流程煉鋼生產主要能源，豐富的水電、風電、太陽能資源為四川省短流程煉鋼提供了充沛的清潔能源。四川省是全國最大的清潔能源基地，在水電、大功率風電、光伏發電和燃氣等清潔能源領域，具備先進的設計、裝備制造、生產運營等全產業鏈打造能力。2022 年12 月，四川省已建水電裝機容量9748.5 萬kW，保持全國第一。同時，依托“三州一市”（甘孜州、阿壩州、涼山州、攀枝花市）的豐富光伏資源和風能資源，積極打造光伏發電基地和風電基地，預計到2025 年，四川風電、光伏發電裝機容量將超過3200 萬kW。

1.2.2 低碳政策支持

為深入貫徹落實國家鋼鐵產業規劃、“雙碳”戰略決策，充分發揮四川省清潔能源優勢、電爐煉鋼產業基礎優勢，四川省政府、省生態環境廳于2022 年12 月發布《開展電爐短流程煉鋼高質量發展引領工程的實施方案》，從產業布局、綠色發展、原料保障、科技創新等方面提出目標和要求，先行先試開展高質量發展引領工程，積極發揮示范效應，助力鋼鐵行業低碳高質量發展，如期實現“雙碳”目標。

1.3 存在問題及挑戰

1.3.1 廢鋼資源保障不足，行業發展待進一步規范

成渝地區雙城經濟圈的建設帶來豐富的廢鋼資源，但在廢鋼原料需求和供應方面，目前四川省短流程煉鋼資源依舊偏緊，依然屬于廢鋼資源輸入型市場。據四川省鋼材流通協會統計，四川省約有2000余家廢鋼加工企業，主要分布在成都、德陽、瀘州、綿陽、宜賓、雅安等地區，以小型民營企業和個體戶為主，存在著規模小、分部散、管理亂、技術水平滯后、設備陳舊、效率低下等諸多痛點。同時，也引起廢鋼質量參差不齊、分揀技術及分類不過關導致廢鋼規格雜亂的問題，嚴重影響電爐鋼的品質。

1.3.2 能源管理水平待增強，科技水平待提升

環保減污方面，鋼鐵超低排放改造已列入國家“十四五”102 項重大工程，也納入了污染防治攻堅戰考核，但目前四川省的短流程煉鋼企業均未完成超低排放改造。能效水平方面，目前四川省僅有一半短流程煉鋼企業達到能效標桿水平，清潔能源使用比例70%，節能降碳工藝技術推廣性不強，先進高效設備普及度不高，能源管理水平有待增強。科技創新方面，目前四川省還沒有智能制造試點示范企業，也未發布電爐短流程煉鋼技術專利，電爐煉鋼的裝備水平、工業技術還有較大提升空間。

1.3.3 產業布局分散，產品結構單一

從產業布局來看，目前四川省短流程煉鋼在成都、攀枝花、瀘州、德陽、綿陽、遂寧、樂山、達州、雅安、眉山等地均有生產基地，雖然先行推動8 家短流程煉鋼企業整合成立冶控集團，但集團對子公司間沒有交叉股權，四川省的短流程煉鋼企業仍存在分散分布的問題。從產品結構來看，廢鋼企業在除銹、去雜、分選、精選等工藝的欠缺，導致入爐廢鋼質量較低、規格雜亂，加上電爐煉鋼發展水平較為滯后，銅、鎳、鉛、鋅等有害元素無法通過吹氧進行去除，無法滿足高附加值、高潔凈度的高端產品需求，產品以釩鈦高強度建筑鋼材為主，產品種類單一、競爭力不強。

2 綠色發展路徑

2.1 提升廢鋼加工能力，規范廢鋼企業管理

廢鋼是實現鋼鐵行業“雙碳”目標的重要戰略資源，目前四川省已形成了1100萬t 廢鋼加工能力。為進一步滿足四川省短流程煉鋼原料供應，一是依托成渝地區雙城經濟圈建設，加強與重慶、西南地區廢鋼資源合作，通過廢鋼的廣泛收購，為四川省短流程煉鋼企業提供原料保障；二是積極推進廢鋼回收加工配送中心建設，鼓勵汽車拆解中心與短流程煉鋼企業建立長期穩定的供應合作關系，培養一批滿足廢鋼加工行業準入條件要求的優質企業。

持續推動廢鋼產業規范化發展，要求新入廢鋼加工企業嚴格執行《廢鋼鐵加工行業準入條件》，鼓勵建設信息化管理系統，對廢鋼鐵的回收、加工、運輸等過程實現智慧化、數字化、智能化管理。探索區塊鏈的先進模式，推動廢鋼資源向滿足準入條件的企業聚集，通過剪切、破碎、分選等工藝規范加工后進入下游短流程煉鋼生產。加快已建廢鋼企業智慧化、高端化、綠色化工藝設備升級改造，鼓勵研發廢鋼智能判級系統，智能識別出不滿足條件的廢鋼、雜質、異物等，并對易燃易爆物品、密閉容器、半密閉容器、有毒有害物品等危險物品做出預警。推進破碎機、剪切機等重點用能設備升級改造，選用先進高效的節能電機，合理配置電機功率，減少能源浪費。

2.2 先進示范工程引領，產業集約高端發展

2.2.1 推動短流程煉鋼產品高端升級

圍繞下游傳統產業升級和新興產業發展，通過原料質控，工藝設備升級和數字化、智能化水平提升，立足攀長特和罡宸不銹鋼產業基礎，加大力度研發生產優鋼、特鋼和高端不銹鋼產品，重點發展高端建筑用鋼、高端汽車及裝備制造業特鋼、高端航空航天航海領域材料、核電用鋼、先進軌道交通用鋼、精品不銹鋼，不斷提高高端產品供給率。

2.2.2 推進短流程煉鋼產業集約化發展

嚴格執行產能置換政策，通過兼并重組、改造提升，進一步優化整合成都、瀘州、德陽、綿陽、遂寧、達州、雅安、攀枝花、樂山、眉山地區的短流程煉鋼生產基地，推進基地間協同制造，加快綠色化、智能化、循環化轉型，形成網絡化、分布式布局，建設技術水平先進、競爭力強的短流程煉鋼產業集群。

2.2.3 積極打造上下游產業合作鏈

圍繞現有短流程煉鋼產業，支持搭建供需平臺，合理布局上游廢鋼回收加工、原輔料（石灰、鐵合金等）生產、關鍵設備材料（石墨電極、耐火材料等）制造，下游鋼材深加工、資源綜合利用企業，實現上中下游全產業鏈協同共生、耦合發展。推動短流程煉鋼產業與廢鋼資源循環利用體系融合發展，構建清潔、高效、綠色、循環的低碳煉鋼生態產業鏈。

2.2.4 培育打造短流程煉鋼高質量發展引領工程

加大短流程煉鋼行業龍頭企業培育力度，立足產業基礎和上下游供需結構，激發企業自主創新動力，推動有實力的大型企業實施并購重組，培育一批創新型中小企業、專精特新“小巨人”，推動冶控集團等有實力的企業創建國際化大企業、大集團，龍頭引領帶動全行業低碳高質量發展。

2.3 持續推進節能降碳，全面實施清潔生產

以節能降碳和智能化升級為抓手，從提升清潔能源利用水平、工藝設備提檔升級、完善能源管理等方面，對四川省短流程煉鋼深入實施綠色低碳升級改造。充分利用“三州一市”風能、太陽能等資源優勢，鼓勵有條件的短流程煉鋼企業發展分布式光伏，推進電爐煙氣余熱利用，實現多能高效互補利用。加快推廣普及廢鋼分選處理、連續加料預熱、電極自動調節、多功能氧燃燒嘴和復合噴碳穩定造泡沫渣、平熔池和長壽爐齡、底吹技術等電爐高效化生產技術，爐殼保溫節能、低熱值廢水余熱利用、含鋅除塵灰提取高品質附加物、爐渣改質利用等綠色低碳工藝，廢鋼和爐料配料、電極智能調節、多功能機器人、熔池溫度連續測量、泡沫渣檢測和液面監測控制、爐氣在線分析、終點控制、一鍵式電爐煉鋼等智能控制技術[5]。選用節能高效設備，持續推動變壓器、風機、泵、空壓機、電機等重點用能設備升級改造，鼓勵節能技術裝備創新和數字化升級，淘汰低能效生產設備。推動企業建立健全能源管理體系，采用合同能源管理、能源托管等模式實施改造，打造“節能降碳標桿企業”。

強化源頭減量、過程控制和末端高效治理相結合的系統減污理念，致力于生產和環境保護的協調發展，推進短流程煉鋼企業廠房集約化、原料無害化、生產潔凈化、廢物資源化、能源低碳化，積極推行清潔生產和發展循環經濟。深度落實《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》（環大氣[2019]35 號）文件要求，從有組織排放、無組織排放和大宗物料產品清潔運輸3 方面，選用減污降碳協同治理環保設備，加強企業污染排放監測監控工作，推進四川省短流程煉鋼企業全面達標排放。

2.4 強化創新能力建設，加強制度設計支撐

構建“產學研用”協同創新體系，建設一批短流程煉鋼制造業創新中心，突破一批電爐短流程煉鋼智能制造關鍵共性技術，加快新技術、新工藝、新裝備應用，重點發展擁有核心技術的新型電爐裝備。堅持以數字化變革催生發展新動能，以“5G+工業互聯網”推動短流程煉鋼裝備聯網、關鍵工序數控化，建設自動化倉儲系統、自動化控制系統和數據化管理系統，提高對原料和成品的自動化管理及控制，對生產過程中的溫度、壓力、流量等參數進行實時監測和數據分析，促進產品質量優化、生產效率提升。

優化電爐短流程煉鋼產業發展環境，完善支持全廢鋼電爐短流程煉鋼產業發展的政策措施，從強化原料供給、產業結構優化、產業鏈協同發展、減污降碳協同等方面，積極推動四川省短流程煉鋼行業的綠色高質量發展。探索建立適合四川省短流程煉鋼行業的綠色低碳標準及績效評價標準體系，鼓勵重點企業積極參與工業綠色低碳發展行業標準制定，夯實鋼鐵行業綠色發展標準體系基礎。加強企業社會責任建設，鼓勵企業披露資源能源消耗、碳排放、清潔生產審核、污染防治等信息。

結語

短流程煉鋼綠色低碳發展對于實現“雙碳”目標具有重要意義。盡管四川省擁有短流程煉鋼產業基礎優勢、清潔能源優勢和低碳政策支持優勢，但仍存在廢鋼資源保障不足、廢鋼行業不規范、綠色低碳發展空間大、科技創新能力不足、產業布局分散、產品結構單一等一系列問題。本文從廢鋼資源保障、產業集約高端發展、節能降碳升級、環保減污改造、創新能力建設、頂層設計支撐等方面，提出了四川省短流程煉鋼綠色發展路徑建議，助力四川省打造成為世界領先的電爐短流程鋼鐵基地。