钢铁行业“碳中和”的问题与破题

钢铁行业“碳中和”的问题与破题

张勇 许佩

陕西龙门钢铁有限责任公司 陕西 韩城 715405

摘要：目前我国科技水平和人们环保意识的提高，钢铁行业发展也十分快速。气候变化是全人类都面临的共同性问题，随着二氧化碳的排放，气候变暖已经对人类的发展产生一定的威胁。为了应对气候变暖，全世界各国都应该积极参与到温室气体的减排中，在这一背景下，我国提出了碳达峰和碳中和的目标。我国作为“世界工厂”，在产业链日趋完善，工业生产能力不断提升的背景下，碳排放量也在急剧增加。为了早日实现碳达峰和碳中和目标，钢铁行业应该尽早制定出适宜的解决方案，通过技术改造，产业结构调整，工艺流程优化等措施，减少碳排放，促进钢铁行业的低碳发展。

关键词：碳达峰；碳中和；钢铁行业；碳排放；结构调整

引言

随着经济和各行业的快速发展，钢铁工业是国民经济的重要基础产业，支撑着建筑、机械、造船、汽车、家电、国防工业等行业的发展，在保障中国经济平稳运行和发展发面发挥了重要作用。但目前钢铁行业本身是一个高耗能的行业，所以钢铁行业要想长期稳定发展，就必须高度重视节能减排工作。先进的节能减排技术的应用与推广不仅可以提升钢铁行业环保水平，树立良好的社会形象，同时降低能耗还可以增加企业效益经济，提升企业竞争力。但目前一些钢铁企业并没有意识到节能环保技术的重要作用。文章通过阐述在钢铁应用节能技术的重要意义以及发展现状等，分析了各生产环节节能技术的应用情况。

1我国钢铁产业能源消耗与碳排放现状

在钢铁产业的发展进程中需要确保整个流程的体系化和完整化，在铁矿石或其他类型的铁元素材料开采完成之后，需要统一运送到炼钢厂中进行高炉炼焦和烧结、精炼、模铸等环节和复杂的工序之后，才能最终形成钢铁产业的相关产品。在整个钢铁产业生产流程中，每一条工序都需要严格按照生产线的标准要求，确保其合格之后才能转移到下一道工序之中，一旦出现不合格的情况，也要对其进行及时回收和处理。因此在不同的生产环节需要产生不同的能源消耗和碳排放情况，例如，在进行高炉炼铁中则主要产出铁水、高炉煤气和高炉渣等等，而且铁水也要送往炼钢厂进行再次冶炼，其他类型的产物则需要进行回收再利用。在钢铁产业的发展进程中，炼钢的能源消耗性最多体现于钢铁生产中所消耗的大量铁矿石资源和煤矿资源，因为其要为钢铁冶炼提供必要的原材料和热量能源，因此钢铁产业对煤炭以及其他类型能源的需求，远远超过其他类型产业，如电力建材等等，这也使得钢铁产业已经成为我国碳排放量前三的高耗能产业之一。

2钢铁行业“碳中和”的对策

2.1加大节能技术的研发投入，开展高能耗行业专项诊断

节能减排一直都是我国钢铁行业发展所遵循的原则，很多大型钢铁企业也投入了大量的人力、财力和物力进行节能技术的研发。虽然有一部分钢铁企业的节能降耗技术在国际上达到了先进水平，但是从整体来看我国钢铁行业的节能减排技术还相对比较落后，尤其是对于前沿技术的研发力度显著不足。我国钢铁行业的钢铁产量巨大，但同时也面临能耗消耗和污染排放大的现状，所以节能减排技术的研发仍然是我国钢铁行业可持续发展面临的重要问题。为了加大节能减排技术的研发，政府应该加大对钢铁工业环保研发的资金投入，并且建立完善的激励机制确保研发经费的使用效率。钢铁企业自身也要加大环保研发的投入，尤其是对于一些竞争力较强的钢铁龙头企业，通过借鉴吸收国外先进的环保技术，经过自主创新后形成一套适合我国钢铁行业环保发展的模式，切实提升钢铁行业环保水平，早日实现碳中和的目标。根据工信部《工业节能诊断服务行动计划》要求，为支持企业深挖节能潜力，持续提升工业能效水平，对钢铁行业等重点高耗能行业开展专项诊断，有效推进行业降本增效。钢铁行业主要诊断工作思路包括结构节能、技术节能和管理节能，最终实现系统节能。

2.2烧结节能技术

首先要回收利用粉尘，在烧结时必然会出现很多含碳粉尘，这些粉尘并不是废弃物，而是可利用资源。利用小球烧结等方式可以代替燃料，如焦粉，这样既提高环保效果，也能降低能耗，减少固体燃料耗费量。其次是改良烧结设备，设备是开展工序的基础，通常情况下钢铁行业会应用大型烧结设备，其不仅可以提高产品质量，还能减少耗能，避免因重复返工而污染环境、增加工序成本。同时还可以在应用设备时使用变频技术，进一步提高节能效果。并且还可以应用催化助燃剂，其可以提高固体燃料的燃烧效果，避免资源被大量浪费。最后就是采用预热阻燃空气法，此种方法可以降低点火耗能量，可以通过提高火炉温度来减少能耗。如果条件允许，还可以通过合理管控抽风机的风量以及维修设备避免漏风等方式减少电能。

2.3低碳技术路线图制定

在节能降碳系统诊断工作成果的基础上，综合考虑资源、政策、技术创新、资金等因素，考察各项潜在节能降碳机会所对应的技术可行性，并以技术路线图的方式设计企业低碳化发展路径，为企业节能降碳提供项目库和工具箱。钢铁生产的主流方式和技术路线在短期内不会发生颠覆性变化，因此，技术进步仍将是钢铁行业低碳发展的主要手段。当前，钢铁行业通过“三干三利用”“能源中心”“余热余压发电”等系列节能降碳技术措施的普及应用，已逐步提高了能源利用水平，未来也应继续深挖技术节能降碳潜力，一是继续推广普及节能技术，大力推进能源结构清洁低碳化，采用先进节能技术和装备继续提高能源利用率并利用信息化技术实现装备智能化管控;二是开发和升级应用各类节能关键共性技术，包括钢铁制造流程能量流网络的集成和优化，高炉渣、转炉渣显热回收、资源循环高价利用等;三是积极研发和示范新工艺，攻克氢能冶金、绿氢制备以及二氧化碳铺集、存储技术和成本壁垒。其中，突破性技术的研发和推广将成为未来钢铁行业实现碳中和的必要途径。

2.4推动钢铁产业节能技术和能源效率的全面提升

钢铁产业的发展和产业结构升级，首先需要淘汰各类落后或过剩的产能，虽然会在一定程度上降低钢铁的整体供给量，但是在我国现如今钢铁产业碳排放条件影响之下，淘汰过剩产能为大势所趋，既能够全面实现我国钢铁产业的能耗目标，也能实现能源节约和资源有效利用的最终目的和价值，促进钢铁产业碳排放的减排效果。此外要着力推进各类节能技术和能源效率的全面提升，积极推进钢铁产业各类节能技术的发展研发和应用，可以将钢铁企业与广大科研机构紧密联系，有效实现产学研紧密结合，让更多的钢铁产业节能技术和能源利用技术，能够走出实验室投入市场应用和企业生产之中，期间在钢铁生产过程中也需要有效减少化石能源的使用，例如煤炭、焦炭等，可以有效增加可再生能源如天然气、电力资源等清洁能源的优化和应用，减少钢铁生产中的碳排放量，提高能源利用效率。

结语

低碳发展现状及趋势，涉及到钢铁生产工艺流程的创新，低碳冶炼新工艺技术的应用，氢、核能等新能源的发展应用，化石燃料作为还原剂替代应用以及智能化技术的发展应用等，在当前“碳达峰”“碳中和”的压力下，中国钢铁工业必将紧紧围绕节能、高效、绿色、智能、低碳的目标，实现绿色可持续的高质量发展道路。

参考文献

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