鋼鐵超低排放改造正如火如荼開展，近300家鋼鐵企業和(hé)6.2億噸粗鋼産能正在實施最爲嚴格的(de)污染物(wù)排放标準的(de)環保改造。接下(xià)來(lái)，還(hái)将迎接一個(gè)新目标——2030年碳達峰和(hé)2060年碳中和(hé)。
“鋼鐵行業是制造業31個(gè)門類中碳排放量最大(dà)的(de)行業，約占總排放量的(de)15%，減排壓力巨大(dà)。大(dà)家必須積極謀劃、盡早行動。”近日，在北(běi)京舉辦的(de)2021（第十二屆）中國鋼鐵發展論壇上，中國工程院工程管理(lǐ)學部主任、中國工程院院士胡文瑞呼籲。
《鋼鐵行業碳達峰及降碳行動方案》正在編制
作爲國内産量排名第一的(de)鋼鐵企業，中國寶武集團已經率先發布了(le)碳達峰計劃：2023年力争實現碳達峰，2035年力争減碳30%，2050年力争實現碳中和(hé)。随後，一些鋼企也(yě)發布了(le)碳達峰計劃。
據記者了(le)解，《鋼鐵行業碳達峰及降碳行動方案》目前正在編制，行業碳達峰目标初步定爲：2025年前，鋼鐵行業實現碳排放達峰；到2030年，鋼鐵行業碳排放量較峰值降低30%，預計将實現碳減排量4.2億噸。
冶金工業規劃研究院黨委書(shū)記、總工程師、俄羅斯自然科學院外籍院士李新創表示，鋼鐵行業實現碳達峰、碳減排對(duì)應國家層面4個(gè)節點，即2025年深化(huà)重點領域低碳行動；2030年前碳排放達峰；2035年穩中有降；2060年前碳中和(hé)，也(yě)可(kě)分(fēn)爲四個(gè)階段，分(fēn)别是階段一碳排放達峰；階段二穩步下(xià)降；階段三較大(dà)幅度下(xià)降；階段四深度脫碳。
他(tā)認爲，應從六個(gè)方面支撐鋼鐵行業碳達峰、碳減排，一是推動綠(lǜ)色布局，二是節能及能效提升，三是優化(huà)用(yòng)能及流程結構，四是構建循環經濟産業鏈，五是應用(yòng)突破性低碳技術，六是制度建設和(hé)政策體系保障。
高(gāo)質量、減量化(huà)發展，不應盲目提高(gāo)産量
2020年，我國鐵礦石進口量創曆史新高(gāo)，與此同時(shí)，全年粗鋼産量及鋼材消費也(yě)雙雙創出曆史新高(gāo)。據冶金工業規劃研究院預測，2021年，我國鋼材需求總量還(hái)将會有1%的(de)小幅增長(cháng)。
在原冶金工業部副部長(cháng)、中國工程院院士殷瑞钰看來(lái)，中國鋼鐵工業應該走高(gāo)質量、減量化(huà)的(de)發展道路，首先不應盲目提高(gāo)産量，不能大(dà)量出口低附加值鋼材。
殷瑞钰表示，2005年起，我國成爲鋼鐵産品淨出口國，随後幾年一躍成爲世界最大(dà)鋼材出口國。低附加值鋼材的(de)出口一方面擡高(gāo)了(le)鐵礦石價格，另一方面把國際鋼價壓了(le)下(xià)去，得(de)不償失。
他(tā)提供了(le)一組數據，以2016年中國淨出口9496萬噸鋼材（折合粗鋼9868萬噸）帶來(lái)的(de)資源、能源、環境負荷來(lái)看，需要進口1.58億噸鐵礦石，運輸需要263萬個(gè)車皮，估算(suàn)約消耗3.21億噸新水(shuǐ)，排放二氧化(huà)碳1.72億噸，二氧化(huà)硫7.35萬噸、煙(yān)粉塵7.02萬噸。
應從六方面推進脫碳化(huà)
“鋼鐵企業要走節能、減排、脫碳的(de)綠(lǜ)色發展道路，當前要高(gāo)度重視脫碳化(huà)。”殷瑞钰表示，脫碳化(huà)意味著(zhe)要從如下(xià)幾個(gè)方面著(zhe)力：一是資源脫碳化(huà)，特别是合理(lǐ)使用(yòng)廢鋼；二是能源脫碳化(huà)，少用(yòng)或不用(yòng)化(huà)石能源，轉而用(yòng)電，特别是充分(fēn)利用(yòng)電網的(de)棄電；三是生産制造流程脫碳化(huà)，首先從建築用(yòng)長(cháng)材的(de)生産流程變革做(zuò)起，合理(lǐ)布局城(chéng)市周邊鋼廠；四是進出口貿易脫碳化(huà)，以稅收、配額等措施限制高(gāo)碳負荷産品的(de)出口總量。五是政策法規脫碳：分(fēn)階段開征碳稅、分(fēn)行業實施碳交易，出台脫碳化(huà)負面清單，醞釀脫碳化(huà)立法；六是通(tōng)過供給側結構性改革，推動産業結構優化(huà)，降低高(gāo)耗能制造業、能源行業、交通(tōng)運輸業的(de)碳排放。同時(shí)，提高(gāo)碳彙能力。
“中國鋼鐵工業的(de)流程結構應該在減量化(huà)的(de)發展進程中作出調整，以全廢鋼電爐流程生産建築用(yòng)長(cháng)材來(lái)替代以中小高(gāo)爐、轉爐生産的(de)螺紋鋼、線材等大(dà)宗産品，即以适當的(de)布局發展城(chéng)市鋼廠、利用(yòng)城(chéng)市礦山。”殷瑞钰認爲，中國未來(lái)鋼廠将分(fēn)成兩類布局，一類是以高(gāo)爐、轉爐廠流程和(hé)生産闆材爲主的(de)大(dà)型聯合企業，主要布置在沿海深水(shuǐ)港地區(qū)；一類是以生産建築用(yòng)長(cháng)材爲主的(de)全廢鋼電爐短流程鋼廠，主要布置在城(chéng)市周邊，以消納廢鋼、棄電、城(chéng)市中水(shuǐ)等資源能源，與城(chéng)市和(hé)諧相處。
此外，他(tā)還(hái)表示，政策法規是實現碳達峰、碳中和(hé)的(de)強大(dà)動力。從鋼鐵工業超低排放的(de)成功經驗可(kě)以看出，一系列配套的(de)政策是實現目标的(de)強大(dà)動力。因此，對(duì)碳稅、碳交易、碳負面清單、碳規劃、脫碳化(huà)立法等必須高(gāo)度關注。
脫碳化(huà)技術瓶頸待突破
全球碳捕集與封存研究院發布的(de)《全球碳捕集與封存現狀2020》顯示，鋼鐵行業大(dà)約産生了(le)全球7%的(de)二氧化(huà)碳排放量。通(tōng)過鋼鐵循環利用(yòng)、能效項目以及用(yòng)氫替代化(huà)石燃料的(de)初步措施，已經做(zuò)了(le)大(dà)量的(de)工作來(lái)減少排放。同時(shí)，仍有一大(dà)部分(fēn)溫室氣體排放可(kě)以通(tōng)過使用(yòng)CCS來(lái)實現減排。
位于阿布紮比的(de)阿聯酋鋼廠，自2016年以來(lái)一直用(yòng)溶劑捕集法進行碳捕集和(hé)封存。二氧化(huà)碳的(de)産生源自直接還(hái)原鐵裝置（DRI，即将鐵礦石轉化(huà)爲用(yòng)于煉鋼的(de)鐵元素）中用(yòng)作還(hái)原劑的(de)煤炭或天然氣。這(zhè)家鋼廠每年大(dà)約捕集80萬噸二氧化(huà)碳。
殷瑞钰建議(yì)，對(duì)于一些生産扁平材的(de)大(dà)型鋼鐵聯合企業，要進一步開發節能、脫碳化(huà)技術，進一步降低碳排放量。
中國鋼鐵工業協會此前也(yě)表示，要突破低碳工藝技術瓶頸，需推動非化(huà)石能源尤其是氫能在鋼鐵行業的(de)應用(yòng)。
在應用(yòng)突破性低碳技術方面，李新創表示，實現深度脫碳的(de)途徑目前有：氫能冶煉、電解還(hái)原、氧氣高(gāo)爐及非高(gāo)爐冶煉、生物(wù)質能利用(yòng)、CCS/CCUS等。
“現階段，生物(wù)質能不具備大(dà)規模利用(yòng)的(de)條件，電解技術仍處于實驗基礎研究階段。因此，氫能冶煉、氧氣高(gāo)爐及非高(gāo)爐冶煉、CCS/CCUS是重點。”李新創表示，其中，氫能冶煉（以氫作爲還(hái)原劑替代碳冶金）是鋼鐵生産實現無化(huà)石冶煉、實現零碳排放的(de)重要技術，也(yě)是目前國際國内鋼鐵行業的(de)關注熱(rè)點。
據了(le)解，氫能冶煉的(de)原理(lǐ)是将氫氣代替煤炭作爲高(gāo)爐的(de)還(hái)原劑，以減少乃至完全避免鋼鐵生産中的(de)二氧化(huà)碳排放。在傳統的(de)工藝流程中，需要在高(gāo)爐中消耗300千克的(de)焦炭和(hé)200千克的(de)煤粉作爲還(hái)原劑，才能生産出1噸生鐵。而在鋼鐵生産中，氫氣可(kě)作爲鐵礦石的(de)無排放還(hái)原劑，對(duì)氣候保護十分(fēn)有益。氫氣燃燒的(de)副産物(wù)隻有水(shuǐ)，并不産生有害氣體。它能以高(gāo)能量密度的(de)液體或氣體形式儲存和(hé)運輸，且用(yòng)途廣泛。由于其多(duō)功能性，氫氣在向清潔、低碳能源系統的(de)過渡過程中起著(zhe)關鍵作用(yòng)。
“目前，瑞典、德國、日本等國家鋼鐵行業均在開展相關實踐及應用(yòng)，國内寶武、酒鋼等也(yě)正開展相關研究。”李新創表示，實現綠(lǜ)氫制取、成本降低是這(zhè)項技術應用(yòng)突破的(de)關鍵，應重點圍繞以高(gāo)爐富氫（或純氫）冶煉和(hé)氣基豎爐富氫（或純氫）冶煉爲主的(de)技術路線，推動關鍵核心技術、工藝和(hé)裝備取得(de)重大(dà)突破。
