鋼鐵行業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),也是制造業(yè) 31 個門類中碳排放量最大的行業(yè), 其碳排放量約占全國總排放量的 15%。

過去 30 年間,鋼鐵行業(yè)不斷加快低碳轉(zhuǎn)型步伐,單位能耗逐年下降,噸鋼二氧化碳排放從 3.87 噸下降至 1.89 噸,下降幅度約 50%,但與此同時,隨著產(chǎn)能屢創(chuàng)新高, 鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放總量與碳強度控制仍面臨重壓。

面對 《鋼鐵行業(yè)碳達峰及降碳行動方案》初稿擬定的"2025 年前,鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳排放達峰;到 2030 年,鋼鐵行業(yè)碳排放量較峰值降低 30%"目標,鋼鐵行業(yè)脫碳之路將面臨哪些挑戰(zhàn)? 未來,鋼鐵行業(yè)發(fā)展應如何平衡經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)發(fā)展之間的矛盾? 對此,記者專訪了中國工程院院士毛新平。

他強調(diào), 鋼鐵行業(yè)構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,在優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局的同時,需推進與化工、石化、建材等行業(yè)協(xié)同降碳,形成上下游產(chǎn)業(yè)鏈,從而實現(xiàn)冶金爐渣建材化、城市固廢資源化與環(huán)境治理生態(tài)化。

產(chǎn)能屢創(chuàng)新高

結(jié)構(gòu)亟待提升改進

《中國城市能源周刊》: 作為" 碳達峰、碳中和"任務的重點攻堅行業(yè),鋼鐵行業(yè)推動碳減排難在哪?

毛新平:結(jié)合行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來看,目前,我國鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)總量居高不下,所致二氧化碳排放總量只增不減。尤其粗鋼產(chǎn)量自1996年突破1億噸后, 已連續(xù) 25年保持世界第一, 經(jīng)濟社會發(fā)展需求的推動下,我國鋼鐵產(chǎn)能屢創(chuàng)新高,2020年,粗鋼產(chǎn)量為10.65億噸, 約占全世界產(chǎn)量的56.8%,二氧化碳排放量約18億噸,約占全國碳排放量的 15%。

我國鋼鐵企業(yè)數(shù)量較多, 具有冶煉能力的企業(yè)達500多家,但各企業(yè)結(jié)構(gòu)、水平差異較大,產(chǎn)業(yè)集中度較低。按照十大鋼鐵企業(yè)粗鋼累計產(chǎn)量計算,2019年,我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度低于37%, 而韓國鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度為89.2%、日本鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度為81.5%,在產(chǎn)業(yè)集中度方面仍有較大差距,亟待提升改進。

與此同時,鋼鐵生產(chǎn)工藝落后也成為制約鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展的重要因素。如我國鋼鐵制造多以高爐-轉(zhuǎn)爐制造為主,這類長流程制造工藝二氧化碳排放相對較大,每生產(chǎn)一噸鋼,約產(chǎn)生1.8噸二氧化碳;而發(fā)達國家廢鋼儲備量較大, 多以廢鋼為原料,采用電爐短流程制造生產(chǎn)鋼鐵,每生產(chǎn)一噸鋼, 二氧化碳排放量僅在0.5噸左右。對標國際,我國電爐鋼所占比重仍偏小,2018 年, 我國電爐鋼比僅占11.6%,而世界平均水平為29%。

技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵

看好氫冶金

《中國城市能源周刊》:生產(chǎn)總量過高、產(chǎn)業(yè)集中度過低等難題制約下,在您看來, 推動鋼鐵行業(yè)"碳達峰、碳中和" 的關(guān)鍵因素是什么?

毛新平:加快鋼鐵行業(yè)綠色、低碳轉(zhuǎn)型,突破鋼鐵行業(yè)減排核心技術(shù)是關(guān)鍵。

如在原料領(lǐng)域,可開發(fā)焦爐煤氣富氫能源重整、生物質(zhì)煉鐵、蓄換熱結(jié)合的新型節(jié)能焦爐等綠色、低碳創(chuàng)新工藝;在煉鐵領(lǐng)域, 則可創(chuàng)新采用高比例球團高爐煉鐵技術(shù)、全氧富氫高爐低碳煉鐵技術(shù)、氫基熔融還原煉鐵技術(shù)等;而在煉鋼及其他領(lǐng)域,可提高電爐短流程高效化技術(shù)應用。

在減排核心技術(shù)中, 氫無疑是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳中和的重要選擇。用氫氣取代碳對鐵礦石進行還原的氫冶金技術(shù), 可減少鋼鐵冶金過程中, 由于碳還原造成的二氧化碳排放, 其被認為是真正實現(xiàn)低碳或無碳鋼鐵冶金的技術(shù)。若采用氫氣對鐵礦石進行還原,加之電爐工藝,其二氧化碳排放僅為傳統(tǒng)高爐-轉(zhuǎn)爐制造流程的20%,減排效果十分顯著。

尤為需要強調(diào)的是，鋼鐵行業(yè)是典型的流程工業(yè)，1—2個顛覆性技術(shù)的應用，并不能解決整個鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展的問題，針對鋼鐵行業(yè)全流程作業(yè)，須實現(xiàn)每一道工序、每一個環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新，進而實現(xiàn)全行業(yè)的節(jié)能減碳。

優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局與約束機制

力促協(xié)同降碳

《中國城市能源周刊》:未來，鋼鐵行業(yè)“碳達峰、碳中和”目標實現(xiàn)，應著重從哪幾方面推進，鋼鐵行業(yè)碳中和路線圖應如何規(guī)劃？

毛新平:鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的首要任務就是控制鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能產(chǎn)量、淘汰落后產(chǎn)能、提高產(chǎn)業(yè)集中度；逐步建立以碳排放、污染物排放、能耗總量為依據(jù)的存量約束機制，提高鋼鐵行業(yè)總能效。

其次，應不斷優(yōu)化用能和流程結(jié)構(gòu)，大比例使用包括風能、太陽能在內(nèi)的可再生能源，同時進一步優(yōu)化流程結(jié)構(gòu)，盡可能推廣應用熱效率高、綜合能耗低、碳排放較低的短流程電爐工藝，推動綠色、低碳制造技術(shù)的使用。

第三，要優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。需推進鋼鐵行業(yè)與化工、石化、建材等行業(yè)協(xié)同降碳，形成上下游產(chǎn)業(yè)鏈，互為供給，互為補充，從而實現(xiàn)冶金爐渣建材化、城市固廢資源化、環(huán)境治理生態(tài)化，助推綠色、低碳循環(huán)發(fā)展。

值得注意的是，鋼鐵行業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系國計民生的基礎(chǔ)性行業(yè)，其快速發(fā)展與經(jīng)濟社會發(fā)展高度相關(guān)，這就要求鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”還需平衡社會經(jīng)濟發(fā)展與鋼鐵行業(yè)減碳之間矛盾，與經(jīng)濟社會發(fā)展協(xié)同推進。