我國鋼鐵行業(yè)的高碳排放屬性凸顯
我國是世界鋼鐵生產(chǎn)和消費中心。自1996年粗鋼產(chǎn)量破億噸以來，我國鋼鐵產(chǎn)量已持續(xù)26年位列世界第一。2022年，全國累計生產(chǎn)粗鋼10.18億噸，全球占比54.0%。
作為我國的鋼鐵生產(chǎn)大省之一，近年來，山西省鋼鐵行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。2021年，全省生鐵、粗鋼、鋼材產(chǎn)量分別為5988.4萬噸、6740.7萬噸、6173.9萬噸，粗鋼產(chǎn)量在全國各省鋼鐵生產(chǎn)中排名第五。
但目前，山西省粗鋼生產(chǎn)大部分采用長流程煉鋼工藝。據(jù)介紹，2022年，其粗鋼產(chǎn)量為6423萬噸，長流程鋼占比超過95%。
長流程煉鋼即從鐵礦石、原煤開始，經(jīng)過多道工序，制成鋼材。高爐、轉(zhuǎn)爐是其關(guān)鍵設(shè)備。與之相對應(yīng)，短流程煉鋼指的是以廢鋼為主要原料，進行鋼材生產(chǎn)。電弧爐是其關(guān)鍵設(shè)備。長流程煉鋼在生產(chǎn)過程中所排放的二氧化碳量遠遠大于短流程生產(chǎn)工藝的碳排放量。長流程煉鋼的高爐工序是最主要的碳排放環(huán)節(jié)，占碳排放總量的73%。
據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的數(shù)據(jù)，我國鋼鐵行業(yè)的二氧化碳排放量已經(jīng)占據(jù)全國碳排放量的16%以上。根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會的估計，每生產(chǎn)一噸鋼平均會排放2.32噸二氧化碳。世界鋼鐵協(xié)會報告稱，2021年，高爐、轉(zhuǎn)爐工藝產(chǎn)生的二氧化碳高達3.2Gt，估計占整個鋼鐵行業(yè)年度全球溫室氣體排放量的86%。
因此，與會專家認為，高爐決定了煉鋼產(chǎn)業(yè)對煤炭的依賴，加劇了整個產(chǎn)業(yè)價值鏈的排放。那么，我國鋼鐵行業(yè)是否能擺脫對煤炭的依賴呢？
山西鋼鐵焦化行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型面臨挑戰(zhàn)
據(jù)專家介紹，山西省的粗鋼產(chǎn)量目前處于達峰平臺期，未來產(chǎn)量將進入下降區(qū)間，2030年預(yù)計下降到5660萬噸。“雙碳”目標下，山西省的長流程鋼不斷縮減，短流程鋼產(chǎn)量比重逐步提高。到2025年，短流程煉鋼占比提升至5%以上。
工信部在2020年12月31日發(fā)布了《關(guān)于推動鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見(征求意見稿)》，要求到2025年我國電爐鋼產(chǎn)量比例提升至15%以上，力爭達到20%。從數(shù)據(jù)上看，山西省到2025年計劃提升的比例雖然只有5%，但要綜合考慮山西省情。
山西省目前使用短流程電弧爐煉鋼的只有太鋼集團。短期內(nèi)大力推進電爐鋼改造，提高電爐鋼占比并不現(xiàn)實，只能推動有技術(shù)基礎(chǔ)的企業(yè)提升電弧爐冶煉工藝占比。
寇靜娜說：“山西鋼鐵及焦化行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型面臨多重挑戰(zhàn)。在行業(yè)層面，挑戰(zhàn)主要在于下游需求縮減，資產(chǎn)擱淺風(fēng)險較大；行業(yè)集中度低，議價能力偏弱且不利于化產(chǎn)規(guī)?；a(chǎn)；產(chǎn)學(xué)研協(xié)同效應(yīng)偏弱，創(chuàng)新技術(shù)難以落地；區(qū)域經(jīng)濟社會貢獻高，未來壓減退出難度大；資源綜合利用效率偏低，廢鋼加工配送體系建設(shè)有待完善等。在企業(yè)層面，焦爐煤氣燃燒是碳排放的主要來源，清潔替代技術(shù)路徑相對缺乏；鋼鐵及焦化行業(yè)排污環(huán)節(jié)多，環(huán)境治理難度大；產(chǎn)業(yè)鏈延伸不足，產(chǎn)品低端化問題突出；節(jié)能改造資金缺口大，財務(wù)負擔重；企業(yè)精細化管理水平不足，專業(yè)能力有待提高。”
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山西大學(xué)資源與環(huán)境工程研究所的吳海濱等人認為，山西省鋼材呈現(xiàn)供大于求的現(xiàn)狀，省內(nèi)年鋼材需求量僅2000余萬噸。這是由于鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈過度集中在產(chǎn)業(yè)鏈中游即鋼鐵加工制造環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈下游應(yīng)用市場存在較大缺口。
此外，山西省鋼鐵行業(yè)集中度與全國平均水平及其他鋼鐵大省相比，還處于低位。其中，1000萬噸以上規(guī)模的只有寶武太鋼一家，10余家企業(yè)鋼鐵產(chǎn)能小于200萬噸。企業(yè)規(guī)模小、數(shù)量多、布局散，不具備規(guī)模效益，科技水平低，產(chǎn)品缺乏競爭力，抗風(fēng)險能力較弱。
使用可再生能源和綠氫煉鋼，盡可能利用廢鋼
寇靜娜告訴記者：“在山西鋼鐵、焦化行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的過程中，有很多正面的案例。焦化企業(yè)中，山西焦化股份有限公司、山西美錦能源股份有限公司、山西亞鑫能源集團有限公司、山西鵬飛集團有限公司、山西華鑫煤焦化實業(yè)集團有限公司在焦爐煤氣深加工、煤焦油深加工、多元化轉(zhuǎn)型等方面都做出了積極探索。氫氣和甲烷氣體在焦爐煤氣中占比較大。氫能和甲醇由于是部分戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原材料，其發(fā)展成為焦化企業(yè)非煤轉(zhuǎn)型的重要方向。煤焦油作為炭黑和針狀焦的制取原材料之一，具有廣闊的市場需求。多元化轉(zhuǎn)型指企業(yè)結(jié)合所處環(huán)境和市場需求，開拓新的經(jīng)濟增長點，降低甚至擺脫對煤炭的依賴，跨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。鋼鐵企業(yè)中，也有很多積極轉(zhuǎn)型的例子。比如，晉南鋼鐵探索高爐氫冶金。2022年2月開始，晉南鋼鐵的高爐開始噴吹純氫氣，開展高爐氫冶金降碳減排項目。噸鐵噴吹30立方米氫氣可置換12公斤焦比。按鐵水年產(chǎn)量640萬噸核算，一年可減少焦炭消耗7.7萬噸，減少二氧化碳排放24萬噸。此外，晉南鋼鐵推動氫能重卡零碳物流園區(qū)和‘新能源+儲能’項目建設(shè)。”
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落基山研究所駐巴黎代表劉希元說：“鋼鐵技術(shù)需要向深度脫碳轉(zhuǎn)變。高爐—轉(zhuǎn)爐當前的碳排放強度大約為2.3噸二氧化碳/噸鋼，如果融合綠氫，高效生產(chǎn)的話，碳減排潛力大約為20%—30%。廢鋼—電爐工藝當前的碳排放強度大約為0.4噸二氧化碳/噸鋼，如果使用可再生能換，碳減排潛力為100%。氣基直接還原鐵—電爐工藝當前的碳排放強度大約為1.2噸二氧化碳/噸鋼，如果使用可再生能源和綠氫，碳減排潛力為100%。電解還原工藝目前還未商業(yè)化，使用可再生能源的話，碳減排潛力也能達到100%。”
因此，未來，在綠氫還原鐵礦石、使用清潔能源煉鋼、盡最大可能利用廢鋼等方面，專家認為我國鋼鐵行業(yè)還有較大探索空間。
來源：中國環(huán)境網(wǎng)