在“双碳”目标背景下，减污降碳是我国钢铁行业高质量绿色发展的必经之路。日前，在2023全国钢铁行业绿色低碳及超低排放技术应用交流大会上，冶金工业规划研究院范铁军院长分析目前我国钢铁业减污降碳技术路径，从而进一步推动全行业的绿色低碳发展。
我国是世界上最大的钢铁生产和消费国，粗钢产量和钢材用量巨大。2022年，我国粗钢产量为10.18亿吨，虽然连续两年下降，但仍占全球总量的54％左右。钢铁行业产量规模大、传统生产工艺流程长，不仅排放大量CO2，还是大气污染物如PM、SO2、NOx的主要排放源。2019年，我国钢铁行业的CO2排放量为16.2亿吨，占全国碳排放总量的11％左右；NOx、SO2和PM的排放量分别为70.7万吨、35.8万吨、38.8万吨。
钢铁行业污染及碳排放现状
从大气污染物排放现状来看，2020年我国黑色金属冶炼和压延加工业氮氧化物、颗粒物、二氧化硫排放量，在全国工业源的对应占比分别为22.3％、12.1％、16.4％。钢铁行业大气污染物排放具有生产流程长、排污节点众多、排放工况差异大、污染因子种类多等特征。我国钢铁行业通过推进超低排放改造、实施差异化环保管控和精细化环保管理，大气治理成效显著。截至今年5月17日，全国270余家企业约7.6亿吨粗钢产能已完成或正在实施超低排放改造，55家钢铁企业2.7亿吨粗钢产能完成全流程超低排放改造并公示，4.9亿吨粗钢产能完成重点工程改造。我国重点统计钢铁企业大气污染物排放强度已基本低于国际先进钢铁企业，甚至不到部分企业的50％。
从碳排放现状来看，我国钢铁行业碳排放量占全国总量15％左右，是制造业31个门类中碳排放量最大的行业，是碳达峰碳中和目标实现的重点领域和责任主体。我国钢铁行业受能源资源禀赋影响，能源结构高碳化，而且具有产量大、企业数量多、碳排放机理复杂等特征。紧密围绕国家“双碳”战略部署，我国钢铁企业积极参加低碳培训，开展碳数据摸排核算，探索实践低碳发展路径。目前，大多企业处于低碳发展初级阶段。不同企业的绿色低碳发展水平不同，其降碳空间和碳减排成本也存在较大差距。
从能源消耗现状来看，近年来我国钢铁行业能效水平持续提高，吨钢综合能耗逐年下降，主要生产工序能耗逐渐降低，正在全面促进节能降碳。钢铁行业“能效标杆三年行动方案”现已正式启动，极致能效工程进入实质性实施阶段，全流程能源效率提升是钢铁行业目前减碳的优先工作。但现阶段我国钢铁行业能源消费总量大，能耗双控目标完成压力大；能源消费结构偏煤，面临的能源转型压力比其他行业更大；而且铁前工序能源消耗量占钢铁联合企业总能耗的70％左右，是企业耗能大户。因此，全行业能源结构仍有待调整。
钢铁行业减污降碳技术路径
我国钢铁行业减污降碳技术路径主要包括：
推进高质量超低排放改造。钢铁行业超低排放改造应突出重点、稳中求进、高标准推进，实现精准治污、科学治污、依法治污；企业要增强主体责任意识，合理选择工艺路线，强化源头和过程控制，促进减污降碳协同，并严格做好评估监测。
有序推进电炉短流程炼钢。电炉短流程炼钢具有突出的绿色低碳优势。目前我国电炉钢比例与世界平均水平相比差距显著，应进一步有序引导电炉短流程炼钢发展，充分发挥电炉短流程炼钢的协同减碳效应。
强化原燃料及能源结构优化。应基于高炉-转炉长流程工艺，采用超高比例或全球团冶炼，加强高炉“低焦比、高煤比冶炼技术”、“降低高炉燃料比冶炼”的研究和应用，并充分挖掘钢铁企业新能源及可再生能源利用潜力。
积极发展循环经济。应鼓励钢铁行业开展固废资源化利用，鼓励钢铁企业与水泥企业协同合作，延伸产业链，打造绿色建材制品；发挥钢铁企业丰富的工业余热资源优势；并推进钢化联产，打造钢铁与石化、化工行业之间的循环经济产业链。
创新低碳冶炼技术。应加快低碳冶金先进技术的研究开发和推广应用，推动关键核心技术、工艺和装备取得重大突破，形成成熟的低成本制氢和富氢（或纯氢）冶炼商业化、产业化应用模式。
构建协同增效管控平台。应借助“互联网＋”、大数据技术，构建污染物和二氧化碳协同增效管控平台，实现信息化、智能化管控。
钢铁行业减污降碳关键问题
总体判断，我国钢铁行业碳达峰碳中和先后经历达峰、降碳、脱碳、中和四个阶段。
达峰是发展问题，核心是解决发展中的结构调整问题，包括产业布局调整、能源结构调整、品种结构调整、工艺流程结构调整、原燃料结构调整和工艺装备升级等方面。
降碳是技术应用问题，应把能源和资源节约放在首位，把现有先进技术系统地应用好是关键，具体包括原料结构优化、余热余能利用、打造极致能效等降碳技术。
脱碳是技术革命问题，应推进CCUS、钢化联产、氢冶金等突破性、前沿性、创新性低碳技术的研发和应用，推动电炉钢发展，实现工艺流程、生产过程、经济增长脱离“碳排放”。
中和是“命运共同体”问题，需要在冶炼技术、生产原料、配套设施等诸多方面对原有生产方式进行革新，应推动产业协同、产城融合、区域联动、国际合作。
（内容来源于冶金工业规划研究院）
