鋼鐵工業低碳綠色發展路徑與實踐
發布時間:2023-08-01 10:10:24
當前,低碳綠色已逐漸成為未來全球產業發展的主旋律 。鋼鐵行業作為資源消耗密集型產業和典型的高碳排放行業,約占全球能源總消耗的 8%和全球 CO2 排放總量的 7%,我國鋼鐵工業碳排放約占世界鋼鐵行業總排放量 60% 和我國總排放量的 16%。未來要實現鋼鐵工業的可持續發展,低碳綠色將是重要發展主題之一.。本文闡述了世界鋼鐵工業中心轉移發展趨勢,著重分析了我國鋼鐵行業進入到減量、創新發展階段的過程中,典型鋼鐵企業的低碳綠色發展實踐及規劃,探討鋼鐵工業實現低碳綠色可持續發展的主要路徑,為國家“碳達峰、碳中和”目標的實現提供實踐案例。
1 世界鋼鐵工業發展概況
1.1 世界鋼鐵工業進入中國時代
現代鋼鐵工業經過一百多年的技術變革發展,每一次的技術革新都帶來新的機遇和挑戰,世界鋼鐵發展中心也隨著主導技術革新的中心國(地區)而變化.
第一次技術革新產生于 19 世紀 50~80 年代的工業革命時期,發明自英國的貝賽麥工藝使鋼鐵大批量生產成為可能,人類進入大規模生產液態鋼的新紀元,促進鋼鐵材料的迅速普及,開啟了現代鋼鐵文明時代. 據世界鋼鐵協會數據統計,在酸性底吹轉爐煉鋼法發明之后的大約 20 年間,英國是世界上最大的鋼鐵生產國,曾占世界總產量一半以上.
第二次技術革新是 20 世紀后轉爐煉鋼法被引進美國,其取代英國成為世界上最大的鋼鐵生產國. 到 20 世紀中葉,煉鋼技術不斷發展,堿性氧氣煉鋼法和電爐煉鋼法成為主要生產工藝,美國大力推進電氣化在鋼鐵制造的廣泛應用,推動了電爐煉鋼的產業化應用;自 1890 年至 1970 年間,美國占據了長達 81 年的“世界鋼鐵生產和消費主導地位”,累計生產了 41.95 億噸鋼,占同期世界總產量的 35%。
第三次技術革新 是 20 世 紀 50 年代中期 至 70 年代初期,前蘇聯和日本推動以裝備大型化和連鑄連軋為代表的系列技術變革,帶動鋼鐵制造效率的全面提升;前蘇聯自 1971 年開始成為世界第一產鋼國,在 1988 年產量達到峰值,為 1.63 億噸,占當年全球粗鋼產量的 20.9%. 直到 1992 年蘇聯解體后,日本一躍成為世界第一鋼鐵生產大國,日本在 1973 年和 2007 年有兩個產量峰值(1.19 億 噸和 1.20 億噸),分別占當期世界總產量的 17.3% 和 8.9%。
第四次革新是信息化、自動化技術與鋼鐵制造深度融合,引發新一輪鋼鐵制造效率變革,大量先進的集成設備被研發出來,實現了提產降本,電子技術和自動化設備進行過程控制實現了產品品質、效率、風險的可控性,計算機技術管理公司龐大的業務,實現了集團化企業的高效運營,引發了鋼鐵產品的質量變革,實現了超薄板卷到涂鍍板的高品質板材的規模化生產,降低了汽車和家電等制造行業的成本.
從鋼產量上來說,日本的主導地位僅僅持續了 3 年,就被中國取代. 1996 年,我國鋼產量首次突破 1 億噸,在截至 2021 年的 26 年間,我國累計生產粗鋼高達 139.96 億噸,占同期世界總產量的40.5%. 2021 年中國粗鋼產量約 10.33 億噸,約占全球 53%,中國鋼鐵行業已經成為全球鋼鐵的生產、消費、出口中心,世界鋼鐵工業歷經四次發展中心轉移進入“中國時代”.
現代世界鋼鐵發展歷程中,各個時期世界第一鋼鐵生產國都在推動鋼鐵工業技術進步方面發揮著不可磨滅的作用,隨著鋼鐵中心國的經濟快速發展,先進技術、工藝和理論被推向了一個新高度. 當前從我國作為世界第二大經濟體的穩健發展態勢以及發展潛能來看,未來我國處于中心國的期間必將是一個較長的階段,如何引領世界鋼鐵工業發展、做出何種貢獻,是當前我國面臨的重大機遇與挑戰.
1.2 碳中和背景下鋼鐵工業面臨的機遇與挑戰
從通過《聯合國氣候變化框架公約》(1992 年)到簽訂《京都議定書》(1997 年),再到簽訂《巴黎協定》(2015 年),低碳發展已成為全球共識. 全球經濟總量 75% 以上的國家,已經開始走低排放發展之路,碳中和已經成為全球發展的主流和方向.據國際能源署(IEA)的鋼鐵技術路線圖,碳排放的主力—能源、交通、重工業的減碳潛力最大,鋼鐵與能源行業密不可分,75% 的鋼鐵能源直接或間接來自煤炭. 歐洲鋼鐵工業聯盟指出市場變化影響其碳減排目標的達成,尤其是新冠疫情的嚴重沖擊,需要穩定且可預測的政策框架來保障其降碳目標實現,以支持技術創新、綠色產品公平競爭等;世界鋼鐵協會也在 IEA 等報告的基礎上全面分析了全球及中國鋼鐵行業的低碳減排背景、面臨的挑戰. 綜合國際政策及國內鋼鐵行業現狀,目前鋼鐵行業低碳發展面臨以下幾方面的困難與挑戰.
(1)需大幅下降碳排放總量及強度. 在鋼鐵需求量不斷增加的情形下鋼鐵工業還要實現碳排放總量、強度的大幅下降. 基于當前各國公布的規劃,預計 2050 年全球鋼鐵需求量將在 2019 年的基礎上增長 40%,約 7 億噸,但是按照《巴黎協定》要實現的溫控目標計算,2050 年的鋼鐵需求只能增長 10%,約 1.8 億噸,且全球鋼鐵行業的直接碳排放總量比 2019 年減少 55%,碳排放強度下降 60%(噸鋼 CO2 排放量需從 1.4 t 降到 0.6 t).
(2)需大幅降低能源消耗量. 在基準情形下,2050 年全球鋼鐵行業的能源消耗量也將比 2019 年 增長 20%,但是能耗強度下降 15%;在可持續發展情形下,要求 2050 年全球鋼鐵行業的能源消耗量比 2019 年減少 10%,能耗強度下降 22%. 能源轉型、低碳路徑的選擇都面臨巨大的挑戰.
(3)需面臨新階段的綠色貿易壁壘. 鋼鐵貿易將面臨傳統的貿易壁壘和新階段的綠色貿易壁壘. 區域貿易保護措施及碳邊境稅將進一步加大鋼材和鋼材制品的國際貿易難度. 歐洲議會通過了關于建立碳邊界調整機制的修正案,對溫室氣體排放量高的企業帶來重大挑戰. 鋼鐵企業應率先開展企業評估、報告、計算產品的碳足跡成本等.
(4)需面臨綠色采購壓力. 鋼鐵企業將面臨來自供應鏈下游的綠色采購壓力. 鋼鐵行業不僅要面臨著凈零排放的挑戰,越來越多的鋼鐵下游客戶也要求鋼鐵企業提供綠色低碳鋼材,以減少整個價值鏈上的碳足跡,產品全生命周期內的溫室氣體排放(包括生產、使用和報廢階段)越來越重要.
(5)需研發突破性低碳技術. 據世界鋼鐵協會研究,現代化鋼廠正在非常接近熱力學定律理論極限的狀況下運行,已經節約了大量的能源,使用目前的技術不可能實現進一步大規模減排. 《巴黎協定》制定的溫升目標要求鋼鐵行業必須通過創新和探索新的生產工藝,開發具有突破性的低碳技術. 如發展電爐短流程煉鋼工藝,提升其在綠色、節能和智能方面的技術發展;又如,從“碳冶金”向 “氫冶金”近零排放工藝轉變,突破關鍵低碳技術.
2 鋼鐵工業低碳發展概況
2.1 國際鋼鐵工業低碳發展
全球已有 136 個國家提出“碳中和”承諾,多國選擇把實現碳中和的目標年份定在 2050 年左右. 鋼鐵行業的重點組織、企業也紛紛制定了適合自身發展的低碳規劃及路徑.
IEA 以 2019 年指標為基準,鋼鐵工業到 2050 年需要削減 55% 的 CO2 排放,而能源產業則需要削減 90%,減排路徑主要包括減少鋼材消費、提高工藝效率、優化原料結構、能源替代、電氣化和二氧化碳捕集、封存、利用(CCUS)等. 歐洲鋼鐵工業聯盟計劃到 2030 年,歐洲鋼鐵工業 CO2 排放量比2018 年減少 30%,比 1990 年減少約 55%,到 2050 年將減少 80%~95%(相較于 1990 年),通過實施循環經濟,研發碳直接避免、智能碳使用、碳捕獲和儲存等突破性技術實現碳減排. 國外重點企業如安塞爾米塔爾公司、蒂森克虜伯公司均計劃到2030 年 減排 CO2 30%,分別到 2050 年、2045 年實現碳中和,技術路線包括智能碳(Smart carbon)路線、直接還原鐵(Direct reduction iron,DRI)路線,以及氫冶金路線、Carbon2Chem 工程,將鋼廠廢氣轉化為化學工業基礎化學品,進一步用于制造肥料、塑料或燃料等.
2.2 中國鋼鐵工業低碳發展
中國鋼鐵工業協會發布了《鋼鐵行業碳中和愿景和低碳技術路線圖》,明確了中國鋼鐵工業“雙碳”技術路徑—系統能效提升、資源循環利用、流程優化創新、冶煉工藝突破、產品迭代升級、捕集封存利用;確保鋼鐵工業 2030 年前實現碳達峰,到 2040 年 CO2 排放總量較 2020 年降低40%;到 2050 年(中遠期)CO2 排放總量較 2020 年 降低 85%,通過產業鏈協同、更高性能鋼鐵產品升級應用等舉措,可為下游行業和社會降碳約 2.8 億噸,為實現碳中和夯實基礎;到 2060 年(遠期),鋼鐵行業 CO2 排放總量較 2020 年降低 95%,借助碳匯與社會力量,實現碳中和. 國內重點企業如寶武集團、河鋼集團、鞍鋼集團、首鋼集團等在首批制定自身低碳發展戰略的梯隊中,多數計劃在 2030左右降碳 30%,在 2050 年實現碳中和.各企業從工藝、技術、能源等層面發布的低碳技術路徑,以河鋼集團為例(圖 1),實施鐵素資源優化、流程優化重構、系統能效提升、用能結構優化、低碳技術變革、產業耦合降碳六大技術路徑,并建設產品全生命周期評價和企業碳數據管理兩大平臺,未來將為打破綠色壁壘和滿足用戶綠色采購要求提供有效支撐.
3 中國鋼鐵行業低碳發展路徑及實踐
近年來,我國鋼鐵工業在低碳綠色發展方面做出了巨大努力和成果,結合各重點企業、組織發布的技術路徑,在“十三五”綠色制造、低碳發展的成果基礎上,探討未來中國引領鋼鐵行業發展的實踐與路徑.
3.1 以超低排放為中心的節能減排技術實踐
近年來我國的清潔空氣政策極大地減少了空氣污染物的排放,鋼鐵行業的超低排放工作也取得較大成效. 截至 2022 年 7 月底,據生態環境部統計,全國共有 251 家企業、6.81 億噸左右粗鋼產能已完成或正在實施超低排放改造,在改造過程中綠色低碳發展也取得了較大進展. 但未來仍需要繼續大幅減少大氣污染物排放,推廣實施已具成效的節能減排技術.
以河鋼集團為例,自 2016 年累計投入 305 億元,實施重點節能減排項目 500 余項,全面研發應用鋼鐵行業多工序多污染物超低排放控制技術,如焦爐煙氣多污染物中低溫協同催化凈化技術、燒結煙氣活性焦脫硫脫硝除塵一體化技術、球團煙氣多污染物超低排放技術、燒結煙氣低溫氧化脫硝技術等,實現鋼鐵生產全流程、全污染物、全過程系統減排,極大推動了行業超低排放水平的提高,新建的唐鋼新區實現燒結、球團、焦化工序污染物排放均優于 2019 年發布的《關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見》中的國家超低排放限值,對比值如表 1 所示.
圖 1 河鋼集團低碳發展技術路線圖
目前河鋼集團噸鋼粉塵、二氧化硫、氮氧化物排放量分別為 0.21、0.20、0.23 kg,居行業領先水平. 實施以高溫高壓干熄焦高效發電技術、中低溫煙氣余熱高效回收及能量梯級利用技術、燒結煙氣循環技術、爐頂煤氣余壓發電技術、高爐沖渣水余熱利用技術等為代表的能效提升技術,實現核心企業自發電比例超過 65%,近年新建的唐鋼新區實現了高效的全流程能源轉換體系,自發電比例達 90%;在水資源循環利用方面,噸鋼耗新水量逐年降低,目前達到了噸鋼耗新水 2.29 m3,水重復利用率達到 98.5% 以上,居行業先進水平. 通過系統管控,分級利用,實現了高爐除塵灰、轉爐除塵灰、軋鋼氧化鐵皮、鋼渣水渣等鋼鐵副產物的全回收和再利用.
表 1 鋼鐵行業多工序多污染物超低排放控制技術指標
溫室氣體和大氣污染物同根同源,主要來源于化石燃料利用. 大量研究表明,如圖 2 所示,圖 2(a)中溫室氣體的排放與圖 2(b)中大氣污染物的排放具有顯著的協同性,在研發、推廣、應用超低排放節能技術的的同時也助力了 CO2 減排,未來逐漸將從以超低排放為中心向以減污降碳協同治理過渡.
圖 2 1990—2015 年中國溫室氣體、大氣污染物排放量變化趨勢. (a) CO2 排放量;(b)NOx 排放量
河鋼集團邯鋼公司(簡稱“河鋼邯鋼”)焦化廠實施的焦爐上升管荒煤氣余熱利用技術,可實現年減排 CO2 約 53500 t,安鋼 7#、8#焦爐荒煤氣余熱利用工程,可實現 CO2 年減排量約 22600 t,預計 2025 年在行業內推廣的比例由目前的 10% 提 升到 30%,降碳潛力可達到每年 280.9 萬噸.
河鋼邯鋼 2 m×435 m 燒結機實施的燒結煙氣選擇性循環凈化與余熱利用技術,可實現年減排CO2 約 12.3 萬噸,邯鋼 2 m×360 m 燒結機實施的該技術可實現年減排 CO2 約 11 萬噸. 該技術已在河鋼集團內部全面推廣. 未來適用于新建或改造項目,按照全國可實施煙氣循環共計約 900 臺套燒結機、合計燒結面積約 11.6 m×104 m,2025 年預期推廣比例為 25% 計算,推廣后可實現年減排 CO2 約 447 萬噸.在河鋼集團唐鋼公司(簡稱“河鋼唐鋼”)建成我國首個適合高比例球團冶煉的特殊爐型,按當前 960 萬噸粗鋼產能計算,每年可源頭減排 CO2 80 萬噸,二氧化硫減排 108 噸、氮氧化物減排 155 噸.實現高爐煉鐵綠色低碳、長壽冶煉的目標.未來鋼鐵行業仍需堅定不移地推進超低排放進程,并以減污降碳協同為主.
3.2 以氫能為中心的能源結構的變革實踐
在全球能源向清潔化、低碳化、智能化發展的趨勢下,發展氫能產業已成為當前世界能源技術變革的重要方向. 國內外鋼鐵組織、企業制定的低碳發展規劃中,均包括以氫能為中心的能源結構變革的技術路徑. 氫能產業鏈布局工作,建議圍繞以下六方面開展:
(1)積極研發多元化制氫技術.開展多元化制氫技術,短期內利用鋼鐵行業富氫的焦爐煤氣提取氫氣,解決制氫成本問題;大力發展碳基能源制氫,輔之以碳捕集、利用與封存( Carbon capture, utilization and storage, CCUS) 技術,加快藍氫應用步伐;未來發揮張家口風電及光伏制氫的優勢,建設風、光發電制氫工廠,實現“綠電”制“綠氫”風光氫儲產業協調發展。河鋼唐鋼和河鋼邯鋼擁有配套冷軋產線的99.999% 高純氫產線,制氫能力分別為 1400 m3·h?1和 1600 m3·h?1,均采用焦爐煤氣變壓吸附技術(PSA)提氫工藝. 河鋼集團(佳華)制氫項目正在建設中,規模為 3×104 m3·h?1,年產氫氣 2.1 萬噸,建成后將輻射 200 km 范圍內氫氣市場. 計劃到 2025 年,河鋼集團在京津冀地區建設不少于 10 座制氫工廠,開發應用以焦爐煤氣 PSA 技術為基礎,以化工原料裂解制氫技術、仿地幔處理有機固廢制氫技術和干熱巖發電制氫技術為有效補充的制氫體系,多元化制氫能力達到 4.3×105 m3·h?1.
圖 3 2010—2021 年全球加氫站數量變化
(2)加快構建加氫站網絡.全球加氫站建設快速發展,如圖 3 所示,截止2021 年底,全球共有 33 個國家共計 685 座加氫站投入運營,其中中國已建成加氫站 255 座,在營183 座,加氫站建設也在迅猛增長. 2020 年 8 月 ,河鋼邯鋼投入運行首座 500 kg、70/35 MPa 雙壓力固定式加氫站;2021 年 1 月,河鋼集團唐山加氫站建成投產. 構建加氫站網絡對降低加氫成本、促進產業良性循環具有重要意義.
(3)構建“柴改氫”工業綠色生態物流體系.氫能重卡正加快從示范運營到商業化落地.2021 年,我國氫能重卡占新能源重卡市場份額由2020 年 的 0.7% 上 升 到 7.46%;氫能重卡銷量 是779 輛 ,較 2020 年增長 42 倍,在重卡的新能源轉型中,氫能重卡有望成為比純電重卡更好的選擇.2021 年 7 月,河鋼集團首批次 30 輛 49 t 氫能重卡在河鋼唐鋼正式投入運營,開創氫能“重卡時代”,率先建成了我國第一條“柴改氫”綠色物流鏈,有效減輕了京津冀環境污染壓力. 截至目前,已開辟氫燃料重卡運輸線路 4 條,投入運營氫燃料重卡 55 輛,累計行駛里程 3×106km,CO2 減排約 7500 t. 2022 年初河鋼唐鋼清潔運輸比例達到85% 以上.
(4)“氫冶金”引領行業綠色冶金變革.氫冶金是當前國際冶金新技術研發的重中之重,全球鋼鐵行業都在積極開展氫冶金實踐.截至目前,初步形成氫基豎爐直接還原煉鐵技術、氫基流化床直接還原煉鐵技術、高爐富氫冶煉技術和富氫熔融還原煉鐵技術四大技術路徑. 中國鋼鐵企業開展的氫冶金項目包括東北大學煤制氣?氣基豎爐短流程項目,日照鋼鐵集團、中國鋼研氫冶金項目,寶武?氫基豎爐直接還原項目,中晉太行焦爐煤氣?豎爐直接還原項目以及河鋼集團氫基豎爐直接還原煉鐵技術。河鋼集團基于資源優勢、地域特點、產業布局、能源結構等綜合考慮,建設全球首例 120 萬噸氫冶金示范工程,引領傳統鋼鐵冶金工藝變革. 首次采用焦爐煤氣“自重整”制氫,應用焦爐煤氣凈化、氣體自重整、CO2 脫除及回收等全流程創新工藝,生產高品質的直接還原鐵,形成“氫氣直接還原豎爐+電爐煉鋼”短流程新工藝,與同等規模的“碳冶金”相比,實現 CO2 減排 70% 以上.
(5)高爐富氫冶煉.高爐富氫冶煉是向高爐內噴吹富氫氣體(焦爐煤氣、天然氣)或氫氣,是一種低碳煉鐵技術.推進高爐噴吹富氫氣體示范工程建設,可實現長流程低碳冶煉. 河鋼集團依托高爐原燃料條件,利用河鋼唐鋼現有 1580 m3 高爐,實施高爐噴吹富氫氣體工程改造,推進高爐噴吹富氫氣體示范工程建設,實現噸鐵噴吹量 60 m3,噸鐵 CO2 減排量超過 50 kg·t?1.
3.3 打造低碳綠色產業生態圈實踐
(1)開展全生命周期評價.
鋼鐵材料具有可持續性,從整個產業鏈中來評價鋼鐵材料的碳排放具有優勢,高質量的鋼鐵可以減少下游的排放,且下游用戶對產品環境績效的倒逼,都需要一種綜合評價鋼鐵環境績效的工具,所以在鋼鐵行業開展生命周期評價很有意義. 鋼鐵企業現在比較迫切的需求是盡快提高 LCA(Life cycle assessment,生命周期評價)的專業能力,培養專業人才,具備獨立的 LCA 計算能力。2022 年 4 月 21 日,河鋼集團建設的具有自主知識產權的 WisCarbon 碳中和數字化平臺上線運行,目前已搭建以產品 LCA 為核心的 C trace(Carbon trace,碳足跡)平臺和以碳數據管理為核心的C manage(Carbon manage,碳管理)平臺,旨在建立鋼鐵產品生命周期數據庫,搭建低碳節能綠色產品生產體系,打造綠色產品供應鏈,最終可在產品上打上碳足跡標簽,甚至可以實現產品的低碳綠色化方案設計. 同時,構建減污降碳協同治理工作機制,可掌控全集團總體排放態勢全景、子分公司排放趨勢實時分析、依據年度排放計劃精準施策、公司之間排放強度比對分析,摸清排放底數實施動態管理. 未來將不斷推進 WisCarbon 碳中和數字化平臺的迭代升級,并拓展碳交易、碳資產、碳普惠、碳監測等平臺,為行業貢獻全流程“雙 碳”數字化解決方案.
(2)打造鋼鐵行業上下游低碳綠色產業鏈.整合上下游資源,聯合上下游重點企業,形成在“鐵礦石—鋼鐵制造—低碳產品”的綠色供應產業鏈,打造低碳綠色協同發展的產業生態圈,全面推進綠色制造及低碳發展。上游礦石資源企業,在研發氫冶金原料制備、提高塊礦使用率等領域開展合作;下游用鋼企業如車企,探討氫冶金產品的利用及汽車軸承鋼、轉向用鋼等低碳產品供應問題,布局以綠氫制取—氫基直接還原鐵—高效低碳電爐—薄板坯連鑄連軋為核心的“近零碳排放”緊湊流程,如圖 4 所示.
圖 4 “近零排放”工藝流程設計規劃. (a)可再生能源制氫到氫基豎爐冶煉;(b)高效、低碳電弧爐冶煉;(c)薄板坯連鑄連軋工藝
從 2023 年中期開始,河鋼集團將向特定車企供應低碳汽車用鋼. 相較于傳統鋼材,低碳汽車用鋼的生產過程將減排 CO210%~30%;自 2026 年起,在整車量產過程中逐步使用河鋼集團生產的電爐綠色汽車用鋼,在供應鏈端每年預計將減排 CO2 約 95%.針對消費末端產生的廢鋼資源,結合發展電爐短流程工藝,打造廢鋼加工中心,通過投資新建或并購整合社會資源,提高社會廢鋼的回收、加工、配送、金融及貿易等方面的綜合服務水平.
(3)構建鋼化聯產協同新型產業鏈.化石能源轉向可再生能源的趨勢是必然的,未來隨著可再生能源發電、制氫技術逐漸成熟,綠電、綠氫將有希望大規模的用于工業生產及清潔運輸,綠氫還能應用于碳冶金工廠聯合化工企業合成制備化學產品、原料的化工產業,將構建氫能?鋼鐵?化工協同新型產業鏈.
3.4 突破性技術協同研發與創新合作實踐
鋼鐵企業加強高等學府、科研機構的產學研合作,可在新一輪世界鋼鐵產業和技術變革和低碳綠色發展方面創造一批突破性、顛覆性技術.河鋼集團在世界鋼鐵協會的指導和支持下,與北京科技大學聯合發起成立了世界鋼鐵發展研究院,開展未來鋼鐵工業可持續發展路徑的探索與研究;與昆士蘭大學組建可持續鋼鐵創新中心,開展 CO2 捕集、利用和儲存技術研究;與中國鋼研科技集團有限公司合作,開展鋼鐵工業“碳達峰、碳中和”實現路徑研究,推動能源結構、材料結構和工藝結構創新,為行業綠色低碳發展貢獻力量,為世界貢獻“中國智慧”. 通過積極整合全球技術創新資源,不斷深化與頂級科研院所的戰略合作,搭建技術聯盟與創新平臺.
4 結論
雖然鋼鐵工業發展已經進入“中國時代”,但低碳發展道路仍任重道遠. 為促進中國鋼鐵工業低碳發展,實現碳達峰碳中和目標,未來還應重視以下幾方面:
(1)研究歐盟碳邊境調節機制(CBAM)等國際形勢對中國鋼鐵行業的影響. 從國際形勢來看,CBAM 對中國鋼鐵行業會產生直接與間接的影響 ,隨著歐盟CBAM 的實施,不排除其他地區實施的可能,因此面對未來國際綠色低碳貿易壁壘,仍需持續跟進政策變化,并不斷在國際貿易大背景下調整自身的工作. 中國鋼鐵工業協會推出的鋼鐵行業環境產品聲明(EPD)平臺已得到鋼鐵行業的積極響應,下一步拓展推廣過程中,通過實施環境足跡聲明等方式主動披露環境信息,并且主動進行綠色低碳轉型升級的鋼鐵企業,才具備充分的國際競爭能力和可持續發展潛力.
(2)推進鋼鐵企業開展產品全生命周期評價及生態設計研究,通過 LCA 量化鋼鐵產品的資源、能源消耗和環境指標,明確產品的綠色程度;開發具有高性能、輕量化、長壽命、近終型、可循環的綠色低碳產品;支撐鋼鐵企業產品生態設計、綠色制造、綠色營銷等,實現節能減排.
(3)推進氫能發展戰略及能源體系的建設. 在制氫、運氫、儲氫、用氫的氫能產業鏈中,各個環節仍需要技術突破,如綠氫低成本的制備及大規模供應還未實現,當前氫氣的運輸、存儲要求高、成本高,氫冶金技術的突破也是氫能在鋼鐵行業大規模應用的關鍵.
(4)搭建綠色產業鏈,推進協同降碳. 下游領頭企業面臨巨大的碳中和壓力,因此涉及汽車、家電、機械、建筑等多個行業也在向鋼鐵行業“施 壓”,這些企業在全球產業鏈中占據不可或缺的地位,鋼鐵行業應與下游產業鏈強者為伍,通過有效的供應鏈碳足跡管理來降低碳減排壓力.
來源:工程科學學報