李新創(chuàng)：強(qiáng)化源頭、嚴(yán)格過程、優(yōu)化末端 高質(zhì)量超低排放開啟中國鋼鐵低碳發(fā)展之路

大氣網(wǎng)訊:日前，冶金工業(yè)規(guī)劃研究院全文刊發(fā)冶金工業(yè)規(guī)劃研究院黨委書記、總工程師李新創(chuàng)《強(qiáng)化源頭、嚴(yán)格過程、優(yōu)化末端，高質(zhì)量超低排放開啟中國鋼鐵低碳發(fā)展之路》。詳情如下：

強(qiáng)化源頭、嚴(yán)格過程、優(yōu)化末端

高質(zhì)量超低排放

開啟中國鋼鐵低碳發(fā)展之路

冶金工業(yè)規(guī)劃研究院黨委書記、總工程師

俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士

李新創(chuàng)

一實(shí)現(xiàn)碳中和是推動生態(tài)文明建設(shè)的根本措施

全球氣候變化是21世紀(jì)人類面臨的重大挑戰(zhàn)。作為全球最重要的經(jīng)濟(jì)體之一，我國在聯(lián)合國大會上做出莊嚴(yán)承諾，明確提出中國將提高國家自主貢獻(xiàn)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(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，標(biāo)志著我國應(yīng)對氣候變化工作已經(jīng)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。碳達(dá)峰目標(biāo)及碳中和愿景是習(xí)近平總書記的重要宣示，是黨中央、國務(wù)院統(tǒng)籌國際國內(nèi)兩個(gè)大局作出的重大戰(zhàn)略決策，影響深遠(yuǎn)、意義重大。它不僅僅是對應(yīng)對氣候變化工作提出的要求，更是對我們國家未來經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)提出的明確要求。因此，我國將把碳達(dá)峰、碳中和作為推動實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的倒逼機(jī)制和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的治本之策，必須堅(jiān)定不移實(shí)施積極應(yīng)對氣候變化國家戰(zhàn)略，促進(jìn)中國經(jīng)濟(jì)社會實(shí)現(xiàn)全面綠色轉(zhuǎn)型。

二高質(zhì)量超低排放是現(xiàn)階段鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展的重要抓手

2019年，全球鋼鐵工業(yè)碳排放量約26億噸/年，約占全球能源系統(tǒng)排放量的7%。而中國鋼鐵工業(yè)碳排放量占全球鋼鐵工業(yè)碳排放總量的60%以上，約占全國碳排放總量的15%，位居制造業(yè)行業(yè)首位。因此，鋼鐵行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展，對于我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)具有舉足輕重的作用。

鋼鐵行業(yè)的降碳途徑主要包括減少鋼鐵產(chǎn)量、高爐長流程向電爐短流程轉(zhuǎn)型、開發(fā)低碳冶煉工藝、發(fā)展清潔能源、實(shí)施節(jié)能改造、開發(fā)碳捕集利用與封存技術(shù)等。但是，除實(shí)施節(jié)能改造外，大多數(shù)途徑要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用還存在諸多現(xiàn)實(shí)條件的限制。如：我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展還離不開鋼鐵產(chǎn)品的支撐，鋼產(chǎn)量短期內(nèi)難以大幅下降；電爐短流程置換的政策支持力度不足；企業(yè)發(fā)展風(fēng)能、光伏清潔能源受地理位置、場地等因素制約；缺乏技術(shù)成熟可靠且經(jīng)濟(jì)可行的新型低碳冶煉工藝、碳捕集利用與封存技術(shù)等。此外，鋼鐵企業(yè)對于低碳發(fā)展的認(rèn)知還較為模糊，人才儲備有待加強(qiáng)，管理監(jiān)控體系還不健全，短期內(nèi)要全面實(shí)施的基礎(chǔ)較為薄弱。

當(dāng)前，我國鋼鐵行業(yè)正在全面實(shí)施超低排放改造，大幅削減主要大氣污染物排放量，助力打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。大氣六項(xiàng)常規(guī)污染物和溫室氣體具有同根、同源、同過程的特點(diǎn)，兩者可實(shí)現(xiàn)協(xié)同減排。生態(tài)環(huán)境部黃潤秋部長接受新華社采訪時(shí)表示，有關(guān)機(jī)構(gòu)評估顯示2013年至2017年，通過壓減鋼鐵、水泥等行業(yè)過剩產(chǎn)能，在大幅降低大氣污染物排放的同時(shí)，協(xié)同減排二氧化碳約7.37億噸?！笆奈濉笨諝赓|(zhì)量持續(xù)改善是我國生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的重點(diǎn)工作，其中鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量實(shí)施超低排放改造仍將是重要抓手，超低排放相關(guān)配套政策、技術(shù)體系也較為成熟。因此，在現(xiàn)有政策體系下，通過高質(zhì)量實(shí)施超低排放改造，推動常規(guī)大氣污染物和碳協(xié)同減排，是現(xiàn)階段最可行的碳達(dá)峰途徑，也可為下一步碳中和奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三正確認(rèn)識實(shí)施超低排放改造對鋼鐵企業(yè)碳排放的影響

一些觀點(diǎn)認(rèn)為實(shí)施超低排放必然大幅增加能耗，從而增加鋼鐵企業(yè)的碳排放，會對碳達(dá)峰、碳中和帶來負(fù)面的影響。這種僅把鋼鐵超低排放當(dāng)成是單純的末端治理的認(rèn)識是十分片面的，而從《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》（環(huán)大氣[2019]35號）中可以看出，鋼鐵超低排放是一場全流程、全周期、全過程、全覆蓋的綠色革命。因此，關(guān)于超低排放對鋼鐵企業(yè)碳排放的影響必須結(jié)合超低排放的相關(guān)要求進(jìn)行全面分析。

1、超低排放改造直接增加的碳排放量分析

如果鋼鐵企業(yè)基本的污染治理設(shè)施缺失嚴(yán)重，在實(shí)施超低排放改造的過程中，需要補(bǔ)齊大量治理設(shè)施欠賬，必然會造成能耗的上升，增加碳排放。但對于廢氣治理設(shè)施齊全的合法合規(guī)鋼鐵企業(yè)來說，與達(dá)標(biāo)排放相比，超低排放并不會造成碳排放的大幅增加。

對比鋼鐵行業(yè)超低排放限值和特別排放限值，各項(xiàng)主要污染物排放濃度均大幅收嚴(yán)。首先，燒結(jié)球團(tuán)的二氧化硫排放濃度由180mg/m³降低到35mg/m³，氮氧化物排放濃度由300mg/m³降低到50mg/m³。為實(shí)現(xiàn)超低排放，現(xiàn)有脫硫設(shè)施需要提高漿液循環(huán)量，增加循環(huán)漿液泵電耗；新增脫硝設(shè)施需要克服GGH和SCR反應(yīng)器的阻力，增加增壓風(fēng)機(jī)電耗，煙氣加熱會增加高爐煤氣消耗量。按平均水平測算，實(shí)施脫硫和SCR脫硝改造后整體增加電耗約5.2kWh/t礦，增加高爐煤氣消耗量約38m³/t礦。其次，顆粒物排放濃度由10~40mg/m³降低到10mg/m³，需要采用高效濾筒等先進(jìn)除塵工藝實(shí)施改造，通過增加過濾面積、降低過濾風(fēng)速來實(shí)現(xiàn)超低排放，由于降低了除塵器阻力，不但不會增加能耗，反而可降低除塵系統(tǒng)1%~2%的電耗。因此，可測算出鋼鐵企業(yè)實(shí)施超低排放改造后直接增加的碳排放量約40kg/t鋼，占鋼鐵企業(yè)碳排放總量的2%。

2、超低排放協(xié)同碳減排量分析

《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》（環(huán)大氣[2019]35號）突出結(jié)構(gòu)調(diào)整和源頭控制，強(qiáng)調(diào)全流程、全過程環(huán)境管理，通過“超低改造一批、達(dá)標(biāo)治理一批、淘汰落后一批”，推動行業(yè)整體轉(zhuǎn)型升級，從而提升鋼鐵行業(yè)的碳效率，實(shí)現(xiàn)碳協(xié)同減排；通過實(shí)施差別化環(huán)保政策，營造公平競爭、健康有序的發(fā)展環(huán)境，為促進(jìn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，開啟中國鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展之路創(chuàng)造有利條件。

高質(zhì)量實(shí)施超低排放改造，要求實(shí)施源頭減排。如實(shí)施儲運(yùn)設(shè)施機(jī)械化改造，替代廠內(nèi)汽車倒運(yùn)和非道路移動機(jī)械作業(yè)，可減少柴油用量約2~5L/t鋼；實(shí)施燒結(jié)機(jī)頭煙氣循環(huán)，可減少固體燃料消耗約1~3kg/t礦，降低電耗約3kWh/t；實(shí)施高爐爐頂料罐均壓放散煤氣回收改造，可減少高爐煤氣排放約5m³/t鐵；合計(jì)可減少碳排放量11~19kg/t鋼。此外，實(shí)施高爐煤氣精脫硫，既可避免大量煤氣用戶配套末端治理設(shè)施而帶來的能耗增加，還可為下一步高爐煤氣分離捕集二氧化碳奠定基礎(chǔ)。

高質(zhì)量實(shí)施超低排放改造，強(qiáng)化無組織排放管控，要求加強(qiáng)產(chǎn)塵點(diǎn)的封閉和密閉，減少收塵系統(tǒng)的無效浪費(fèi)；強(qiáng)調(diào)治理設(shè)施和生產(chǎn)設(shè)施的同步運(yùn)行，減少治理設(shè)施的無效運(yùn)行和能源浪費(fèi)。首鋼遷鋼在實(shí)施超低排放改造后，治理設(shè)施運(yùn)行能耗降低了12%，按鋼鐵企業(yè)除塵系統(tǒng)電耗約150kWh/t鋼測算，可減少碳排放量約11kg/t鋼。

高質(zhì)量實(shí)施超低排放改造，要求提高大宗物料和產(chǎn)品清潔方式運(yùn)輸比例，大幅減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)的污染物排放量。鋼鐵企業(yè)外部運(yùn)輸量為粗鋼產(chǎn)量的4~5倍，道路運(yùn)輸平均距離約為350km，初步測算實(shí)施清潔運(yùn)輸改造后，可減少碳排放量約8~13kg/t鋼。

因此，高質(zhì)量實(shí)施超低排放改造，通過源頭和過程協(xié)同減排，可基本中和掉末端治理增加的碳排放量。更重要的是，高質(zhì)量實(shí)施超低排放改造，既可以倒逼企業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整、使用清潔原燃料、優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程、提高資源能源利用效率，從而實(shí)現(xiàn)更深層次的協(xié)同減排；還可以助力企業(yè)通過建立全流程全方位的監(jiān)測監(jiān)控體系，實(shí)現(xiàn)由過去粗放型管理向集約化管理、由傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)管理向科學(xué)化及數(shù)字化管理的轉(zhuǎn)變，形成低碳發(fā)展的長效機(jī)制。

四實(shí)現(xiàn)常規(guī)污染物超低排放和二氧化碳協(xié)同減排的建議

生態(tài)環(huán)境部于2021年1月發(fā)布的《關(guān)于統(tǒng)籌和加強(qiáng)應(yīng)對氣候變化與生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作的指導(dǎo)意見》（環(huán)綜合[2021]4號）提出，在鋼鐵等行業(yè)開展大氣污染物和溫室氣體協(xié)同控制試點(diǎn)示范。針對鋼鐵行業(yè)常規(guī)污染物及二氧化碳協(xié)同減排，本文提出以下四點(diǎn)建議：

1、因地制宜制定超低排放和碳減排協(xié)同的規(guī)劃和路線圖

鋼鐵企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身情況，統(tǒng)籌考慮兩者需求，研究制定協(xié)同管控戰(zhàn)略。通過開展重點(diǎn)大氣污染物及溫室氣體協(xié)同減排效應(yīng)評價(jià)，識別可落實(shí)的協(xié)同減排項(xiàng)目，提前規(guī)劃發(fā)展路線。同時(shí)應(yīng)做好以下三方面的融合：一是做好企業(yè)內(nèi)部管理融合，進(jìn)一步強(qiáng)化環(huán)保、低碳職責(zé)與分工；二是做好低碳與環(huán)保相關(guān)數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)大氣污染與溫室氣體排放清單一體化；三是做好環(huán)保、低碳以及相關(guān)技術(shù)的融合，最終實(shí)現(xiàn)污染排放和碳排放的“雙控”目標(biāo)。

2、高質(zhì)量實(shí)施超低排放應(yīng)綜合施策，杜絕堆砌末端治理設(shè)施

超低排放方案不但提出了具體的限值要求，還明確了超低排放改造的技術(shù)路徑，不但提出了脫硫脫硝除塵等末端治理技術(shù)，還提出了燒結(jié)機(jī)頭煙氣循環(huán)、煤氣精脫硫等源頭控制措施。因此，鋼鐵企業(yè)應(yīng)避免為了達(dá)到超低排放限值而一味堆砌末端治理設(shè)施，否則不僅難以取得預(yù)期效果，反而還會增加無效的能耗和成本，增加碳排放；同時(shí)末端治理的慣性思維，也會導(dǎo)致管理者對于結(jié)構(gòu)優(yōu)化、精細(xì)化管理等關(guān)注不夠。鋼鐵企業(yè)實(shí)施超低排放應(yīng)該強(qiáng)調(diào)源頭削減、過程控制和末端治理并重，對于各污染源分類綜合施策，強(qiáng)化源頭削減、嚴(yán)格過程控制、優(yōu)化末端治理，從而實(shí)現(xiàn)常規(guī)大氣污染物和碳協(xié)同減排。

3、通過超低排放徹底梳理家底，建立碳排放一體化監(jiān)測體系

鋼鐵工業(yè)是復(fù)雜的流程工業(yè)，長期以來家底不清問題對各項(xiàng)工作順利開展造成了障礙。超低排放工作對監(jiān)測監(jiān)控體系提出了嚴(yán)格的要求，對有組織排放、無組織排放、清潔運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)都要進(jìn)行全方位、無死角的信息采集和記錄。通過全面實(shí)施超低排放，建立完善的監(jiān)測監(jiān)控體系，可以徹底梳理清楚鋼鐵企業(yè)家底。結(jié)合下一步碳減排需求，企業(yè)可以在超低排放監(jiān)控體系的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，基于生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行碳排放全流程管控，實(shí)現(xiàn)碳排放目標(biāo)管理、監(jiān)測預(yù)警和監(jiān)督考核，打通數(shù)據(jù)鏈條，最終實(shí)現(xiàn)大氣常規(guī)污染物及碳排放一體化協(xié)同監(jiān)控。

4、通過實(shí)施超低排放練好內(nèi)功，為碳中和奠定基礎(chǔ)

“十四五”環(huán)境空氣質(zhì)量持續(xù)改善工作仍是重中之重，通過推行鋼鐵行業(yè)超低排放，倒逼京津冀、長三角等重點(diǎn)區(qū)域工藝裝備落后、能耗和污染物排放高、管理粗放的企業(yè)退出，促進(jìn)化解過剩產(chǎn)能和產(chǎn)量控制、促進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和布局優(yōu)化；此外，通過超低排放配套差別化支持政策的實(shí)施，督促企業(yè)進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程、加快清潔化生產(chǎn)改造，同時(shí)提升管理精細(xì)化水平，推動行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，練好內(nèi)功，以健康的狀態(tài)迎接碳中和時(shí)代的到來。