鋼鐵工業(yè)低碳發(fā)展策略探究

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摘要：面對全球范圍的氣候變暖和環(huán)境惡化，低碳發(fā)展已成為各國的首選路徑。我國制定了一系列政策，從政府層面推進(jìn)低碳發(fā)展。鋼鐵工業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，低碳發(fā)展已取得顯著成效，同時也面臨巨大挑戰(zhàn)。本文針對鋼鐵工業(yè)提出了一系列低碳發(fā)展策略。

關(guān)鍵詞：鋼鐵；工業(yè)；低碳；策略

0引言

隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口增長、消費水平提高，世界氣候面臨越來越嚴(yán)峻的問題，二氧化碳排放量越來越大，全球災(zāi)難性氣候變化屢屢出現(xiàn)，嚴(yán)重危害到人類的生存環(huán)境和健康安全。面對全球范圍的氣候變暖和環(huán)境惡化，低碳發(fā)展已成為各國的首選路徑。從1990年聯(lián)合國大會超過85個國家元首或政府首腦、192個國家的環(huán)境部長出席共同決定啟動國際氣候公約談判，到2005年《京都議定書》生效，再到2007年“巴厘島路線圖”和2009年末的哥本哈根聯(lián)合國氣候變化大會，均體現(xiàn)出國際社會對減少碳排放的關(guān)注和共同承擔(dān)責(zé)任。2015年，氣候變化巴黎大會為全球共同應(yīng)對氣候變化提供了重要契機(jī)，隨著《巴黎協(xié)定》的簽署，世界各國為應(yīng)對氣候變化做出了全面行動安排。

1我國低碳發(fā)展政策

改革開放以來，中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，工業(yè)發(fā)展取得了顯著成績，但同時能源消耗持續(xù)攀升，能源效率仍然較低，工業(yè)快速發(fā)展所帶來的環(huán)保問題日益嚴(yán)峻。我國作為全球第一碳排放大國，面臨空前的減排壓力。目前，我國發(fā)展仍處于重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，在充分考慮中國國情的基礎(chǔ)上，制定了一系列減碳政策。2006年，科技部、氣象局、發(fā)改委、環(huán)保局等六部委聯(lián)合了《氣候變化國家評估報告》，明確提出了“積極發(fā)展可再生能源技術(shù)和先進(jìn)核能技術(shù)，以及高效、潔凈、低碳排放的煤炭利用技術(shù)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減少能源消費的二氧化碳排放”等一系列要求。2007年，我國了《應(yīng)對氣候變化國家方案》，方案明確了到2010年中國應(yīng)對氣候變化的具體目標(biāo)、基本原則、重點領(lǐng)域及其政策措施，提出了“轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式;大力發(fā)展可再生能源;優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu);發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，提高資源利用率”等控制溫室氣體排放措施。同年，在亞太經(jīng)合組織第15次領(lǐng)導(dǎo)人會議上，我國提出“發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì);研發(fā)和推廣低碳能源技術(shù);增加碳匯;促進(jìn)碳吸收技術(shù)發(fā)展”4項建議。2009年，國務(wù)院常務(wù)會議確定了2020年我國控制溫室氣體排放的行動目標(biāo)，并提出相應(yīng)的政策措施和行動。會議決定，到2020年我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作為約束性考核納入國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中長期規(guī)劃，并制定相應(yīng)的國內(nèi)統(tǒng)計、監(jiān)測、考核辦法。2014年，中美雙方共同發(fā)表了《中美氣候變化聯(lián)合聲明》，中國計劃2030年左右二氧化碳排放達(dá)到峰值且將努力早日達(dá)峰，并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。2015年，中國在巴黎氣候變化大會上許諾，將在2030年左右實現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%到65%。2019年，聯(lián)合國氣候行動峰會上，中國表示將認(rèn)真履行《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《巴黎協(xié)定》義務(wù)，如期實現(xiàn)提交的自主貢獻(xiàn)目標(biāo)。此外，發(fā)改委、工信部、國務(wù)院還相繼了《工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)對氣候變化行動方案(2012—2020年)》《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》《國家適應(yīng)氣候變化戰(zhàn)略》等一系列文件，對我國促進(jìn)能源消費轉(zhuǎn)型、應(yīng)對氣候變化和實現(xiàn)低碳發(fā)展提供了政策支撐，具有重要意義。

2鋼鐵工業(yè)低碳發(fā)展的成效

鋼鐵工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展、國防建設(shè)等方面發(fā)揮著重要作用，鋼鐵工業(yè)是能源消費大戶，同時也是二氧化碳排放大戶。近年來，我國采取了一系列措施促進(jìn)工業(yè)企業(yè)低碳發(fā)展，鋼鐵工業(yè)低碳發(fā)展取得了一系列成效。(1)鋼鐵產(chǎn)量穩(wěn)步提升，噸鋼能耗逐漸下降。2019年我國生鐵產(chǎn)量80937萬t，同比增長5．3%，粗鋼產(chǎn)量99634萬t，同比增長8．3%，鋼材產(chǎn)量120477萬t，同比增長9．8%。其中粗鋼產(chǎn)量占全球粗鋼產(chǎn)量的53．3%，我國已經(jīng)成為全球鋼鐵行業(yè)制造中心、消費中心、研發(fā)中心和投資中心，是世界第一產(chǎn)鋼大國［1］。2018年中國重點大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗為555．24kg標(biāo)煤，比2017年下降12．11kg標(biāo)煤，此外我國在噸鋼燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐、電爐、熱軋等工序最低能耗分別為38、372、－23．5、52、49．5kg標(biāo)煤(數(shù)據(jù)來源于《上海能效指南(2018版)》)，已達(dá)到世界鋼鐵工業(yè)最低能耗水平。但由于我國粗鋼產(chǎn)量巨大，造成了鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放總量占全國碳排放總量的份額較高。(2)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，技術(shù)裝備水平大幅提升。多省市鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級政策性指導(dǎo)文件，推進(jìn)重點項目實施，加快淘汰落后產(chǎn)能。目前，我國鋼鐵企業(yè)主體裝備總體達(dá)到國際先進(jìn)水平，已擁有一批3000m3以上高爐、5m級寬厚板軋機(jī)、2m級熱連軋機(jī)和冷連軋機(jī)等世界最先進(jìn)的現(xiàn)代化冶金裝備［2］;干熄焦技術(shù)和高爐煤氣干法除塵技術(shù)在重點大中型鋼鐵企業(yè)普及，焦?fàn)t荒煤氣顯熱回收技術(shù)、高溫超高壓煤氣發(fā)電技術(shù)、低溫余熱發(fā)電技術(shù)等得到進(jìn)一步研發(fā)和工業(yè)化應(yīng)用;高效低成本冶煉技術(shù)、新一代控軋控冷技術(shù)、一貫制生產(chǎn)管理技術(shù)等一批關(guān)鍵共性技術(shù)被廣泛應(yīng)用，新一代可循環(huán)鋼鐵流程在新建成企業(yè)中得到應(yīng)用。鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，技術(shù)裝備水平大幅提升，為鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減碳奠定堅實的基礎(chǔ)。(3)多舉措齊頭并進(jìn)，節(jié)能減排成果顯著。近年來，我國采取了一系列措施，促進(jìn)鋼鐵企業(yè)節(jié)能減碳，如推進(jìn)綠色制造、開展工業(yè)節(jié)能診斷、節(jié)能監(jiān)察，推動環(huán)保督察常態(tài)化、日?；约巴ㄟ^鋼鐵企業(yè)限產(chǎn)、停產(chǎn)等調(diào)控方式，促進(jìn)鋼鐵工業(yè)碳減排。截止到2019年9月，工信部公布的5批綠色工廠名單中鋼鐵企業(yè)共計73家。2019年，全國重大工業(yè)專項節(jié)能監(jiān)察企業(yè)共4655家，其中銅冶煉、鎂冶煉、鉛鋅冶煉、多晶硅、鐵合金、磷化工、陶瓷、電子窯爐等重點高耗能行業(yè)能耗專項監(jiān)察2284家，鋼鐵企業(yè)階梯電價執(zhí)行專項監(jiān)察184家。通過多舉措齊頭并進(jìn)，有效推動了鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排。(4)能源管控技術(shù)升級，能源運行效率不斷提高。近年來，我國鋼鐵工業(yè)能源管控技術(shù)升級力度加大，在政府部門的支持下，首批百家鋼鐵企業(yè)建設(shè)了企業(yè)能源管理中心(EMS)，鋼鐵工業(yè)能源運行效率不斷提高，在系統(tǒng)節(jié)能方面取得重大進(jìn)展。寶鋼是我國第一個建立能源中心的鋼鐵企業(yè)，運用能源介質(zhì)“集中管理、統(tǒng)一調(diào)配、經(jīng)濟(jì)運行”的先進(jìn)理念，對寶鋼能源系統(tǒng)的生產(chǎn)和調(diào)配優(yōu)化發(fā)揮了重要作用。馬鋼以“三流一態(tài)”能源精益管理理念為指導(dǎo)，分別建成兩個能源中心，強(qiáng)化管理節(jié)能、結(jié)構(gòu)節(jié)能、技術(shù)節(jié)能，推進(jìn)物質(zhì)流、能量流、系統(tǒng)運行狀態(tài)協(xié)同優(yōu)化、高效耦合，有效支撐了能源系統(tǒng)運行效率的不斷提升，噸鋼綜合能耗持續(xù)下降，與2007年相比，下降了74kg標(biāo)煤每噸。山鋼日照公司通過集約化生產(chǎn)、扁平化管理、集中管控、管控一體、多業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)、智能化調(diào)度、能源平衡優(yōu)化及全信息視頻監(jiān)控，實現(xiàn)了能源系統(tǒng)平衡優(yōu)化運行。

3鋼鐵工業(yè)低碳發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

(1)產(chǎn)能過剩矛盾依然存在。2016年以來，鋼鐵工業(yè)以化解過剩產(chǎn)能為突破口，促進(jìn)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，取得了較好的成果。但2019年以來，部分地區(qū)鋼鐵產(chǎn)量快速增長，黑色冶煉及壓延加工行業(yè)固定資產(chǎn)投資增速加快，部分企業(yè)的鋼鐵產(chǎn)能利用率達(dá)到100%，甚至超過150%。同時，我國鋼鐵工業(yè)流程結(jié)構(gòu)上高爐－轉(zhuǎn)爐長流程工藝占主導(dǎo)，導(dǎo)致噸鋼污染物排放處于較高水平?？傮w而言，我國鋼鐵工業(yè)正處于由數(shù)量發(fā)展時期向高質(zhì)量發(fā)展時期轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵階段，未來5年，鋼鐵行業(yè)仍需進(jìn)一步鞏固去產(chǎn)能成果，嚴(yán)控新增產(chǎn)能。(2)資源環(huán)境約束加大。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展與資源、能源、環(huán)境密切相關(guān)。我國鐵礦石品位較低、產(chǎn)量低，因此大量依賴進(jìn)口。根據(jù)預(yù)測，2020年我國鐵礦石需求量達(dá)12．25億t。原材料對外依存度持續(xù)增高，影響著鋼鐵行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。同時，鋼鐵生產(chǎn)過程能源消耗種類繁多，主要有煤炭類、電力、天然氣和燃料油等，其中煤炭占比高達(dá)60%以上，是造成鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放量較大的主要原因。受資源環(huán)境約束，未來5年，我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排任務(wù)依然形勢嚴(yán)峻，必須加大政策支撐，促進(jìn)鋼鐵工業(yè)“脫碳化”發(fā)展。(3)碳約束日益嚴(yán)格。中國是全球碳排總量和增量最大的國家，其中鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放量約占全國的15%左右。隨著全球碳排放交易體系持續(xù)擴(kuò)展，我國碳排放市場日趨完善，鋼鐵行業(yè)碳排放權(quán)交易配額方案正在積極研究制定。鋼鐵行業(yè)作為碳減排的重點行業(yè)，將在“十四五”納入碳排放權(quán)交易市場，屆時將承受越來越大的碳約束和履約壓力。在未來一個階段，鋼鐵工業(yè)碳排放配額將逐漸趨緊，加快企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型勢在必行。

4鋼鐵工業(yè)低碳發(fā)展策略

(1)推動鋼鐵企業(yè)兼并重組，提高鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度。我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)存在大量中小企業(yè)，產(chǎn)業(yè)集中度持續(xù)偏低，到2018年鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度僅為35．3%。為實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)組織結(jié)構(gòu)調(diào)整、優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)升級，提高鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度，自2005年以來，我國陸續(xù)出臺了一系列政策，支持企業(yè)通過強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、兼并重組、互相持股等方式進(jìn)行戰(zhàn)略重組，并取得了一定成果。2016年12月，中國寶武鋼鐵集團(tuán)在上?？偛拷遗瞥闪ⅲ瑢崿F(xiàn)了中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)破局性的重組。根據(jù)《關(guān)于推進(jìn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)兼并重組處置“僵尸企業(yè)”的指導(dǎo)意見》，到2025年，中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)60%～70%的產(chǎn)量將集中在10家左右的大集團(tuán)內(nèi)，其中包括8000萬t級的鋼鐵集團(tuán)3～4家、4000萬t級的鋼鐵集團(tuán)6～8家和一些專業(yè)化的鋼鐵集團(tuán)。在“十四五”期間，持續(xù)推動鋼鐵企業(yè)兼并重組，提高鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度，是我國鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)低碳發(fā)展的必由之路。(2)優(yōu)化生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)，踐行低碳發(fā)展理念。根據(jù)研究，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)噸鋼二氧化碳排放為2．2t左右，而電弧爐生產(chǎn)噸鋼二氧化碳排放量僅為0．8t左右，電爐噸鋼碳排放量遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)爐噸鋼碳排放量，發(fā)展電爐煉鋼有利于鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排。在鋼鐵工業(yè)長流程工藝環(huán)保督察、限產(chǎn)常態(tài)化、長流程超低排放改造啟動的大背景下，國家已陸續(xù)出臺了多項政策，鼓勵長流程企業(yè)轉(zhuǎn)向電弧爐。在等量置換的條件下，優(yōu)化煉鋼生產(chǎn)工藝，引導(dǎo)電弧爐短流程煉鋼發(fā)展，提高電爐煉鋼比例，是當(dāng)前鋼鐵工業(yè)最有效、最快捷的低碳化發(fā)展途徑，對踐行低碳發(fā)展理念具有重要意義。(3)推廣關(guān)鍵核心技術(shù)，引領(lǐng)行業(yè)節(jié)能低碳發(fā)展。圍繞新一代生產(chǎn)工藝，在鋼鐵工業(yè)推廣一批關(guān)鍵核心技術(shù)。煉鐵是主要的能源消耗和碳排放工序，鐵前工序是減碳降污的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)源頭控制，重點推廣和開發(fā)利用低溫?zé)Y(jié)、煙氣脫硫脫硝、分級燃燒、煙氣循環(huán)燃燒等先進(jìn)的清潔生產(chǎn)和過程控制技術(shù);煉鋼工序中，重點推廣余熱余能回收利用技術(shù)、煙氣急冷+高效袋式除塵技術(shù)等。此外，要大力發(fā)展鋼鐵行業(yè)超低排放技術(shù)、冶金固體廢棄物綜合利用技術(shù)以及冶金廢液循環(huán)利用工藝技術(shù)，提高副產(chǎn)資源返生產(chǎn)率及產(chǎn)業(yè)化利用率，拓展消納社會大宗廢棄物功能，從全流程角度提高鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排水平。(4)搭建智能數(shù)據(jù)平臺，建立節(jié)能低碳長效機(jī)制。在鋼鐵企業(yè)建立智能能源管理中心，搭建智慧環(huán)保管控平臺，利用高科技信息技術(shù)，通過數(shù)據(jù)建模和智能分析，實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值利用的最大化，對于降低鋼鐵生產(chǎn)成本，減少能源消耗，改善環(huán)境質(zhì)量，提高產(chǎn)品的市場競爭力具有極為重要的意義。盡管我國大多數(shù)重點鋼鐵企業(yè)已建立能源管控中心和環(huán)保管控平臺，但距離動態(tài)管控目標(biāo)仍有一定差距。同時，部分企業(yè)尚未建立健全節(jié)能低碳長效機(jī)制，導(dǎo)致節(jié)能減排存在一定阻力?！笆奈濉逼陂g，結(jié)合工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+、智能制造、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，搭建智能數(shù)據(jù)平臺，建立節(jié)能低碳長效機(jī)制，實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)全流程、全過程管理，是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級、低碳發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

5結(jié)語

低碳發(fā)展是未來鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的重要途徑，也是鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略發(fā)展的核心和關(guān)鍵，要將低碳的理念貫徹到鋼鐵生產(chǎn)的全過程，多措并舉，打造獨具特色、高效一流的鋼鐵企業(yè)典型，實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排，低碳發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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［2］李煜．我國鋼鐵工業(yè)科技創(chuàng)新發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)［J］．中國鋼鐵業(yè)，2018(3):10－15．

作者:王彩云 陳卉 吳雪蓮 單位:中鋼集團(tuán)武漢安全環(huán)保研究院有限公司