鋼鐵行業(yè)是國家落實碳減排的重要領(lǐng)域，冶金工業(yè)規(guī)劃研究院黨委書記、總工程師、俄羅斯自然科學院外籍院士、中關(guān)村不銹及特種合金新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟首席顧問李新創(chuàng)近日表示，鋼鐵行業(yè)未來將面臨碳排放強度的“相對約束”、碳排放總量的“絕對約束”，以及嚴峻的“碳經(jīng)濟”挑戰(zhàn)。鋼鐵工業(yè)的碳達峰、碳中和之路，實際上是一場技術(shù)革命的賽跑。

在不銹鋼行業(yè)，眾多企業(yè)也開啟了減碳路線，成立了碳中和辦公室，尋求效率和減碳的雙重平衡。李新創(chuàng)建議，不銹鋼產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)深度脫碳的途徑，可以運用氫能冶煉、電解還原、氧氣高爐及非高爐冶煉、生物質(zhì)能利用、CCS/CCUS等技術(shù)，其中，氫冶金將成為未來我國鋼鐵工業(yè)的綠色低碳發(fā)展重要技術(shù)路線。

不銹鋼行業(yè)機遇和挑戰(zhàn)并存

10月14日，由中關(guān)村不銹及特種合金新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟（以下簡稱“聯(lián)盟”）主辦的“2021(第二屆)中國不銹鋼及特種合金新材料產(chǎn)業(yè)高端論壇”召開，世界鋼鐵協(xié)會北京代表處首席代表鐘紹良在論壇上表示，我國不銹鋼產(chǎn)銷量逐年穩(wěn)步提升，占全球份額的一半以上，顯示出龐大的市場活力。在所有的金屬和非金屬材料中，不銹鋼擁有無以倫比的、獨特的物理和化學性能，以及優(yōu)異的環(huán)境性能。根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會的測算，全球每噸鋼的平均碳排放約為1.85噸，而不銹鋼的噸鋼碳排放約為2.23噸，僅比碳鋼高0.4噸左右，其中64%即1.42噸是由鐵合金作為原料帶入的，0.47噸來自電力消耗。

鐘紹良分析，盡管每噸不銹鋼的碳排放略高于碳鋼，但是如果考慮到耐用性能，不銹鋼的環(huán)境優(yōu)勢更為明顯。以一個典型的建筑或機械結(jié)構(gòu)為例，為了實現(xiàn)150年的結(jié)構(gòu)壽命，如果使用鋁合金，每噸功能結(jié)構(gòu)在150年中需要排放8.5噸二氧化碳，如果使用碳鋼，則只需排放4.3噸，而如果使用不銹鋼，僅需排放3.3噸。因此，采用不銹鋼有利于減少產(chǎn)品在整個生命周期中的環(huán)境影響，同時有利于實現(xiàn)全生命周期成本最小化，其超強的耐用性可以使產(chǎn)品的全生命周期成本比同類材料減少30%左右。

鐘紹良表示，與碳鋼相比，不銹鋼在中國乃至全球的發(fā)展空間仍然巨大。中國是全球不銹鋼的生產(chǎn)和消費中心，現(xiàn)在也是全球領(lǐng)先的不銹鋼技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新中心。2021年上半年，全球不銹鋼產(chǎn)量達到2903萬噸，創(chuàng)歷史新高，其中中國占56%，整個亞洲地區(qū)的產(chǎn)量比重更是達到70%，成為名副其實的全球不銹鋼生產(chǎn)中心。碳達峰、碳中和是我們進入新世紀20年代后面臨的全新的、歷史性的挑戰(zhàn)，鋼鐵的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)面臨著革命性的更新?lián)Q代，對不銹鋼行業(yè)而言，機遇大于挑戰(zhàn)，不銹鋼和特種合金行業(yè)擁有更加光明的發(fā)展前景。

不銹鋼企業(yè)開啟減碳行動

面對碳達峰、碳中和目標，鋼鐵行業(yè)已經(jīng)做出了積極行動。

當前，不銹鋼生產(chǎn)原料種類多、工藝流程多，以太鋼、酒鋼等企業(yè)為代表的傳統(tǒng)長流程工藝，多采用高爐+電爐/鐵水脫磷+AOD冶煉工藝，以鐵礦、廢不銹鋼、冷料鐵合金為原料生產(chǎn)，也是碳鋼和不銹鋼聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)的典型配置；以鞍鋼聯(lián)眾為代表的傳統(tǒng)短流程工藝，采用電爐+AOD冶煉工藝，以不銹廢鋼和冷料鐵合金為主要原料。以青山控股、北港新材料、寶鋼德盛等企業(yè)為代表的創(chuàng)新型工藝流程，采用RKEF鎳鐵冶煉+不銹鋼冶煉工藝，以紅土鎳礦為原料，鎳鐵水熱送入爐，開創(chuàng)了不銹鋼低成本冶煉新工藝。

廣西北港新材料有限公司黨委書記、董事長、總經(jīng)理潘料庭介紹了基于紅土鎳礦冶煉不銹鋼的低碳路線，潘料庭表示，2005年以后，以紅土鎳礦為原料，以燒結(jié)、高爐，回轉(zhuǎn)窯，礦熱爐為關(guān)鍵設(shè)備的鎳生鐵工藝的出現(xiàn)，使得不銹鋼的冶煉工藝變?yōu)橐詿Y(jié)+高爐+AOD的生產(chǎn)工藝和RKEF+AOD的生產(chǎn)工藝為主，給不銹鋼的生產(chǎn)帶來革命性變化，使得不銹鋼產(chǎn)量得到提高，成本極大降低。紅土鎳礦冶煉不銹鋼的生產(chǎn)工藝使用大量的廢鋼，余熱發(fā)電，鐵水熱送，能源集中管理等多項節(jié)能措施，實現(xiàn)能耗總量及能耗強度雙控，達到了減碳的生產(chǎn)目的。

潘料庭分析，現(xiàn)有的紅土鎳礦冶煉不銹鋼工藝還不夠健全，還存在能源結(jié)構(gòu)高煤炭化、流程長、能耗高、裝備落后、生產(chǎn)過程能源利用低等問題，未來可以多利用廢鋼融入到現(xiàn)有生產(chǎn)工藝生產(chǎn)，采用多種合金（鎳鉻錳）+煉鋼一體化生產(chǎn)。

太原鋼鐵（集團）有限公司總工程師李建民介紹，碳達峰、碳中和將對中國不銹鋼生產(chǎn)和消費產(chǎn)生長遠而深刻的影響，太鋼積極布局推進碳達峰、碳中和行動，成立碳中和辦公室，謀劃在“十四五”期間實現(xiàn)碳達峰和碳減排，太鋼擬采取優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、極致提高能效水平、制定不銹鋼低碳制造路線圖、開發(fā)綠色長效產(chǎn)品、開發(fā)新能源等措施，統(tǒng)籌考慮現(xiàn)有產(chǎn)線專業(yè)化整合、新增產(chǎn)線高標準建設(shè)，和以碳評估為基礎(chǔ)的兼并重組等路徑，實現(xiàn)以能效極致提升、工藝技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)線分工優(yōu)化為抓手的有效碳減排。

低碳統(tǒng)領(lǐng)不銹鋼行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

關(guān)于不銹鋼行業(yè)碳達峰及降碳路徑，李新創(chuàng)建議，要深入推動布局優(yōu)化，大力推動兼并重組，科學優(yōu)化生產(chǎn)力布局。著重推動工藝流程結(jié)構(gòu)調(diào)整，繼續(xù)大幅壓減環(huán)境敏感地區(qū)長流程鋼鐵產(chǎn)能；鼓勵有序發(fā)展短流程煉鋼。加強國際產(chǎn)能合作，有序引導優(yōu)勢企業(yè)“走出去”，建立不銹鋼生產(chǎn)所需原燃料和合金產(chǎn)品供應(yīng)基地。促進供需更高水平動態(tài)平衡，嚴格執(zhí)行產(chǎn)能置換辦法，加大長流程減量置換的比例，鼓勵發(fā)展不銹鋼短流程工藝。繼續(xù)嚴格執(zhí)行禁止新增鋼鐵產(chǎn)能有關(guān)規(guī)定，嚴肅查處違法違規(guī)行為。差別化管控不銹鋼粗鋼產(chǎn)量，防止產(chǎn)量快速增長。

李新創(chuàng)表示，鋼鐵行業(yè)要推動節(jié)能及能效提升，推廣先進適用節(jié)能低碳技術(shù)，不銹鋼生產(chǎn)工藝流程多，企業(yè)數(shù)量也多，節(jié)能低碳發(fā)展水平差異大，通過推廣普及成熟可行的節(jié)能降碳技術(shù)，以及采用先進節(jié)能降碳技術(shù)，仍將較大程度提升行業(yè)整體低碳發(fā)展水平。提高余熱余能自發(fā)電率，重視鋼鐵能源轉(zhuǎn)換功能，促進高能效轉(zhuǎn)化工藝、裝備、管理技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)，提高礦熱爐、高爐、電爐、AOD爐、加熱爐等余熱余能資源利用效率，減少外購能源，提高余熱余能自發(fā)電率。進一步推廣實施能源管控中心，開展碳排放信息管控平臺建設(shè)，利用數(shù)字化、智能化技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)裝備智能化管控等。

李新創(chuàng)建議，鋼鐵產(chǎn)業(yè)要優(yōu)化用能及流程結(jié)構(gòu)，原燃料結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采取精料方針，穩(wěn)定原料質(zhì)量；加大爐料內(nèi)廢鋼和不銹廢鋼使用比例；促進生產(chǎn)設(shè)備先進化、大型化，強化精細化管理和操作等，實現(xiàn)固體燃料消耗進一步降低，降低化石能源消耗產(chǎn)生的碳排放。鼓勵短流程電爐不銹鋼發(fā)展，加大廢鋼資源尤其是不銹廢鋼的回收利用，鼓勵先進電爐鋼技術(shù)推廣應(yīng)用，提高電爐短流程鋼生產(chǎn)效率；提高電爐不銹鋼比例是降低行業(yè)碳排放的重要途徑。提高新能源及可再生能源利用，加快發(fā)展非化石能源，提高新能源和可再生能源的利用，積極推進清潔能源替代，實現(xiàn)多能互補，提高綠電比例。

鋼鐵企業(yè)要應(yīng)用突破性低碳技術(shù)，實現(xiàn)深度脫碳的途徑。李新創(chuàng)表示，要運用氫能冶煉、電解還原、氧氣高爐及非高爐冶煉、生物質(zhì)能利用、CCS/CCUS技術(shù)，現(xiàn)階段，生物質(zhì)能不具備大規(guī)模利用的條件，電解技術(shù)仍處于實驗基礎(chǔ)研究階段，因此，氫能冶煉、氧氣高爐及非高爐冶煉、CCS/CCUS是重點。

李新創(chuàng)強調(diào)，氫冶金將成為未來我國鋼鐵工業(yè)的綠色低碳發(fā)展重要技術(shù)路線，更多企業(yè)逐步開展技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，但氫氣來源、低成本綠色制氫技術(shù)仍是未來限制氫冶金發(fā)展應(yīng)用的重要因素。從各國氫冶金應(yīng)用實踐及遠景規(guī)劃來看,發(fā)展高爐富氫冶煉和氫基直接還原工藝是氫冶金技術(shù)的重要方向和趨勢，未來應(yīng)用比例及規(guī)模不斷擴大。