鋼鐵行業(yè)高碳“魔咒”亟待打破

大氣網(wǎng)訊:“世界鋼鐵看中國(guó)?！弊鳛槭澜缟献畲蟮匿撹F生產(chǎn)國(guó)，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量在全球總產(chǎn)量中的占比超過(guò)50%。鋼鐵工業(yè)能耗高，占全國(guó)能源消費(fèi)總量的11%，是僅次于電力行業(yè)的煤炭消費(fèi)大戶，由此導(dǎo)致其成為我國(guó)二氧化碳減排的“主戰(zhàn)場(chǎng)”。

在近日舉辦的第七屆中國(guó)煤炭消費(fèi)總量控制和能源轉(zhuǎn)型國(guó)際研討會(huì)上記者獲悉，盡管平均噸鋼綜合能耗提前一年完成了“十三五”節(jié)能目標(biāo)，但專家預(yù)測(cè)，“十四五”期間，中國(guó)鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展水平仍將面臨不平衡情況，綠色脫碳發(fā)展壓力依然巨大，亟待依靠工藝裝備升級(jí)改造、綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新解決高碳問(wèn)題。

脫碳空間巨大

小到彈簧、剪刀，大到汽車、建筑，鋼鐵在生活中無(wú)處不在，更支撐著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。據(jù)相關(guān)專家預(yù)計(jì)，2020年粗鋼產(chǎn)量將突破10億噸，明年或超過(guò)11億噸，繼續(xù)位列全球榜首，且鋼材需求還將有一定的增長(zhǎng)空間。

作為典型的高耗能產(chǎn)業(yè)，鋼鐵工業(yè)也是名副其實(shí)的碳排放大戶。據(jù)冶金工業(yè)規(guī)劃研究院黨委書(shū)記、總工程師李新創(chuàng)介紹，目前，我國(guó)鋼鐵行業(yè)每年可消費(fèi)5.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占全國(guó)總能耗的11%，碳排放量貢獻(xiàn)全球鋼鐵碳排總量的60%以上。

也正因此，節(jié)能與綠色低碳成為“十三五”期間鋼鐵行業(yè)的發(fā)展主基調(diào)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，“十三五”以來(lái)，我國(guó)鋼鐵行業(yè)超低排放改造進(jìn)展超預(yù)期，截至目前，全國(guó)已有228家鋼鐵企業(yè)、6.1億噸粗鋼產(chǎn)能正在實(shí)施超低排放改造，行業(yè)平均噸鋼綜合能耗(折標(biāo)準(zhǔn)煤)由572千克下降到554千克。

然而不可否認(rèn)的是，當(dāng)前，煤炭和焦炭依然是煉鋼的主要能源，化石原料的大量使用無(wú)疑為鋼鐵行業(yè)脫碳帶來(lái)了難以逾越的障礙。

就在不久前，清華大學(xué)等18家研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的《中國(guó)長(zhǎng)期低碳發(fā)展戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路徑研究》（下稱《報(bào)告》）提出，工業(yè)部門(mén)作為到2050年二氧化碳排放量最大的終端能源消費(fèi)部門(mén)，鋼鐵行業(yè)碳排放位列其中之首。

綠色發(fā)展“兩極分化”現(xiàn)象突出

“事實(shí)上，當(dāng)前，我國(guó)鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的‘兩極分化’態(tài)勢(shì)。”李新創(chuàng)坦言，比如，在能耗管理方面，近年來(lái)既涌現(xiàn)了一批能源管理水平優(yōu)秀的企業(yè)，也仍然存在大量能耗高、能源管理粗放的企業(yè)；既誕生了一批國(guó)家級(jí)綠色工廠，也仍然存在諸多綠色發(fā)展理念滯后、能力匹配嚴(yán)重不足的企業(yè)。

就鋼鐵生產(chǎn)本身而言，工藝流程結(jié)構(gòu)不合理成為制約其低碳綠色轉(zhuǎn)型的突出短板?！澳壳?，我國(guó)的鑄鋼生產(chǎn)仍以長(zhǎng)流程為主，該工藝使用的恰都是焦炭等化石燃料，因此，若要從源頭降低鋼鐵生產(chǎn)對(duì)化石燃料的依賴，就要使電弧爐短流程煉鋼占比進(jìn)一步提高?！变撹F行業(yè)有關(guān)專家指出。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前在我國(guó)，電弧爐短流程煉鋼工藝生產(chǎn)的粗鋼產(chǎn)量?jī)H占總產(chǎn)量10%左右，遠(yuǎn)低于美國(guó)68%、歐盟40%、日本24%的發(fā)展水平。這意味著我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)工藝流程結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化“挖潛”空間巨大。

高質(zhì)量發(fā)展是當(dāng)前鋼鐵行業(yè)提質(zhì)增效的主基調(diào)?！熬G色發(fā)展水平不平衡中存在的這些問(wèn)題，亟待依靠工藝裝備升級(jí)改造、綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新解決。”李新創(chuàng)認(rèn)為，隨著行業(yè)自身科學(xué)發(fā)展以及碳排放倒逼結(jié)構(gòu)調(diào)整的需要日益迫切，“十四五”期間電弧爐短流程煉鋼工藝應(yīng)該有明顯提升，但應(yīng)切忌盲目、一窩蜂發(fā)展。

氫能“零碳煉鋼”承載厚望

與此同時(shí)，燃料替代也被寄予了“零碳煉鋼”厚望。其中“氫”便被視為了鋼鐵行業(yè)“脫碳”的重要突破口。

《報(bào)告》指出，在生鐵和粗鋼生產(chǎn)過(guò)程中，以氫氣直接還原技術(shù)取代傳統(tǒng)焦炭利用的“零碳煉鋼”，是鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程深度脫碳的革命性技術(shù)?！秷?bào)告》因此非?？春谩耙愿邷貧饫涠训母邷毓に嚐嶂茪?，與氫氣煉鋼工藝相結(jié)合”的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。

記者了解到，實(shí)際上，當(dāng)前鋼鐵行業(yè)與氫能的融合發(fā)展在全球已被提上了議程。在這方面，鋼鐵行業(yè)也已開(kāi)展了卓有成效的實(shí)踐探索。

如德國(guó)鋼鐵巨頭蒂森克虜伯就于不久前宣布了與能源企業(yè)萊茵集團(tuán)合作，在試驗(yàn)爐中，使用氫氣代替焦炭和煤粉作為還原劑，從而降低二氧化碳排放。

11月23日，我國(guó)鋼鐵“老大”河鋼集團(tuán)也與意大利企業(yè)特諾恩簽訂了合同，致力建設(shè)氫能源開(kāi)發(fā)和利用工程，包括一座年產(chǎn)60萬(wàn)噸的鋼鐵直接還原廠，建成后將成為全球首座使用富氫氣體的直接還原鐵工業(yè)化生產(chǎn)廠，計(jì)劃于2021年底投產(chǎn)。據(jù)悉，屆時(shí)每生產(chǎn)一噸鋼最終凈排放將由2018年的2.08噸二氧化碳，下降到僅約125公斤。

可以預(yù)見(jiàn)的是，在鋼鐵巨頭的大力推動(dòng)下，氫能煉鋼將逐步走向現(xiàn)實(shí)。記者獲悉，除積極探索新能源的使用外，鋼鐵行業(yè)目前還正探索與低碳冶金、CCS（碳捕獲與封存）等先進(jìn)技術(shù)的“跨界”耦合，未來(lái)低碳發(fā)展路徑極具想象空間。

但《報(bào)告》同時(shí)指出，“氫氣煉鋼”目前成本仍比較高，尚待技術(shù)突破?！耙纬梢?guī)?；瘧?yīng)用，還需要時(shí)間。”上述專家直言。