本報記者 朱曉波
“在氣候變化領(lǐng)域，最耳熟能詳的綱領(lǐng)性文件就是《巴黎協(xié)定》，這樣一個(gè)協(xié)定到目前有全球192個(gè)國家批準，制訂了長(cháng)期的目標以及實(shí)現規定的碳達峰、碳中和路徑?！比涨?，在第二屆中國鋼鐵低碳發(fā)展目標與路徑研討會(huì )上，清華大學(xué)低碳能源實(shí)驗室主任、氣候變化與可持續發(fā)展研究院常務(wù)副院長(cháng)李政表示，到21世紀下半葉實(shí)現溫室氣體源的人為排放與碳匯吸收間的平衡，在全世界范圍內已達成共識，到目前為止，全球70%的經(jīng)濟以及65%的碳排放國家，都已經(jīng)承諾碳中和路徑或者發(fā)展目標。
李政：能源系統的變革是最主要的著(zhù)力點(diǎn)
應對氣候變化已成為各個(gè)國家廣大人民的訴求和愿望，未來(lái)嚴格的升溫目標和行動(dòng)力度的訴求將會(huì )更加強烈。另外，對發(fā)展中國家的資金支持，尤其是氣候適應的融資需求會(huì )更大，在全球碳市場(chǎng)、科技創(chuàng )新合作方面，需求也會(huì )越來(lái)越強烈。
李政表示，碳達峰、碳中和已成為我國堅定的發(fā)展方向，碳達峰、碳中和并不是就低碳談低碳的一個(gè)專(zhuān)業(yè)性目標，實(shí)際上是國家經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展綜合性的發(fā)展戰略，它是以中國的百年發(fā)展目標和發(fā)展理念為基石，兼顧國內和國際兩個(gè)大局的重要舉措。
為應對氣候變化的需要，我國設定了新的經(jīng)濟發(fā)展目標，爭取建立競爭性的優(yōu)勢，李政介紹，要實(shí)現這樣的目標，任務(wù)很艱巨，我們的產(chǎn)業(yè)結構偏重，能源結構偏煤，科技創(chuàng )新還不夠。我們和發(fā)達國家相比，發(fā)展的時(shí)間相對較短，從2030年實(shí)現碳達峰到2060年實(shí)現碳中和，僅僅30年的時(shí)間,與美、歐、日等國家相比難度更大。
他認為，當前最主要的著(zhù)力點(diǎn)是能源系統的變革，能源系統要發(fā)生根本性的轉變，要從目前的化石能源為主，轉變成以非化石能源為主，不僅僅要實(shí)現零碳排放，很可能實(shí)現負碳排放，來(lái)支撐經(jīng)濟社會(huì )實(shí)現碳中和。除了能源行業(yè)以外，工業(yè)、農業(yè)、交通、建筑的碳匯部門(mén)都要努力。還包括鋼鐵行業(yè)要創(chuàng )新工藝，以碳中和的要求為導向，提高效率，減少能源使用，解決自己內在的碳排放。
中國應對氣候變化的路徑是推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )全面綠色低碳轉型，平衡好經(jīng)濟發(fā)展和減少碳排放是巨大挑戰，把握好能源結構轉型的節奏是關(guān)鍵。碳中和路徑下的新經(jīng)濟業(yè)態(tài)將需要大量的金屬和關(guān)鍵礦物質(zhì)，其生產(chǎn)規模應與中長(cháng)期低碳轉型路徑相一致。
李新創(chuàng )：鋼鐵行業(yè)要在降碳中發(fā)展在發(fā)展中降碳
“把鋼鐵當作污染產(chǎn)業(yè)是不對的，相反，鋼鐵可以讓世界更美好，而且我們的確做到了?！痹诘诙弥袊撹F低碳發(fā)展目標與路徑研討會(huì )上，中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì )副會(huì )長(cháng)、冶金工業(yè)規劃研究院黨委書(shū)記兼總工程師李新創(chuàng )表示。
李新創(chuàng )認為，在低碳方面首先要有三點(diǎn)認識：第一，“雙碳”目標的重要性是不言而喻的，關(guān)乎中華民族永續發(fā)展和構建人類(lèi)命運共同體。第二，“雙碳”目標不僅僅是碳本身，它關(guān)乎發(fā)展權和發(fā)展的問(wèn)題，因此一定要處理好發(fā)展和減排、整體和局部、短期和中長(cháng)期關(guān)系。第三，低碳革命是人類(lèi)歷史上最廣泛的深度革命，不僅會(huì )重塑全球的經(jīng)濟格局、產(chǎn)業(yè)格局，也會(huì )重塑中國的經(jīng)濟格局、產(chǎn)業(yè)格局。
李新創(chuàng )表示，應該在降碳中發(fā)展，在發(fā)展中降碳，而不是簡(jiǎn)單的一刀切。特別是對鋼鐵行業(yè)來(lái)講，如何促進(jìn)目前具備優(yōu)勢的長(cháng)流程煉鋼方面的低碳排放，這是中國鋼鐵發(fā)展的關(guān)鍵。
李新創(chuàng )強調，鋼鐵產(chǎn)品不僅讓世界更美好，鋼鐵的生產(chǎn)流程過(guò)程也可以讓世界更美好。特別是“十三五”期間，中國鋼鐵以超低排放為抓手，引領(lǐng)世界鋼鐵的綠色低碳革命。目前國內大概有20多家企業(yè)達到了超低排放。
鋼鐵行業(yè)的特點(diǎn)，決定了鋼鐵行業(yè)低碳減排的難度：一是機理復雜，鋼鐵冶金過(guò)程中每個(gè)環(huán)節都排碳。二是中國鋼鐵目前高碳特點(diǎn)突出，高爐-轉爐流程占90%以上。三是鋼鐵產(chǎn)量大，而且生產(chǎn)企業(yè)眾多，發(fā)展也參差不齊?！敖堤疾皇强谔?，要行動(dòng)，這是我們必須面對的挑戰?！崩钚聞?chuàng )說(shuō)。
如何推動(dòng)鋼鐵行業(yè)實(shí)現低碳發(fā)展目標？李新創(chuàng )認為，可以從6個(gè)方面著(zhù)手：一是推動(dòng)綠色布局。二是節能及提升能效，通過(guò)新的高效節能技術(shù)、裝備、工藝以及數字化、智能化，形成新的節能生態(tài)，進(jìn)一步提高能效水平，這方面潛力巨大。三是優(yōu)化用能及流程結構，鼓勵更多鋼鐵企業(yè)在廠(chǎng)房、屋頂和周邊利用風(fēng)能、太陽(yáng)能，優(yōu)化原燃料結構。四是利用鋼鐵優(yōu)勢和當地經(jīng)濟，與建材、化工等等形成高效資源的循環(huán)經(jīng)濟，比如鋼渣、爐渣可以為建材行業(yè)降碳。五是應用突破性低碳技術(shù)、氫冶煉工藝，包括碳捕集、利用和封存技術(shù)。第六是碳配額、碳市場(chǎng)等相關(guān)制度的建立和完善。
毛曉明：中國寶武實(shí)現低碳冶金的六大技術(shù)方向
2021年11月18日，由中國寶武倡議并聯(lián)合全球鋼鐵業(yè)及生態(tài)圈伙伴單位共同發(fā)起的全球低碳冶金創(chuàng )新聯(lián)盟宣布成立。作為全球最大的鋼鐵企業(yè)，中國寶武公布了低碳的發(fā)展目標：在2035年能夠把噸鋼碳排放強度降低30%到1.3噸，2050年前實(shí)現碳中和。
中國寶武中央研究院院長(cháng)助理、低碳冶金創(chuàng )新中心副主任毛曉明，在第二屆中國低碳發(fā)展目標與路徑研討會(huì )上，從技術(shù)的角度詳細介紹了中國寶武低碳減排的路徑：
一是極致能效。在變革性減碳技術(shù)沒(méi)有完全成熟之前，全流程能源效率提升應該成為鋼鐵行業(yè)節能減碳的優(yōu)先工作。
二是富氫碳循環(huán)高爐。中國廢鋼保有量和循環(huán)量較少，采用電爐短流程低碳工藝不足以保障國民經(jīng)濟對鋼鐵產(chǎn)品量的需求。高爐-轉爐流程短時(shí)間內還將是中國鋼鐵工業(yè)的主要煉鋼流程。
中國寶武探索的富氫碳循環(huán)高爐技術(shù)可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題。富氫碳循環(huán)高爐技術(shù)特點(diǎn)的關(guān)鍵是全氧和煤氣提質(zhì)循環(huán)，高爐實(shí)現全氧鼓風(fēng)后，避免大量氮氣進(jìn)入高爐爐頂煤氣中，有利于一氧化碳和二氧化碳的分離，分離得到的高濃度一氧化碳煤氣送至風(fēng)口和爐身，用于還原鐵礦石，可實(shí)現碳化學(xué)能的完全利用。同時(shí)，煤氣循環(huán)也使煤氣中的氫氣在高爐內循環(huán)，解決了高爐使用大量富氫物質(zhì)后氫利用率下降的問(wèn)題，為富氫物質(zhì)在高爐內的大量使用提供了先決條件，從而降低高爐流程對化石能源的消耗。
為進(jìn)一步降低高爐流程碳排放，中國寶武圍繞碳循環(huán)高爐還將開(kāi)發(fā)四項技術(shù)：一是綠色電加熱。二是微波燒結預還原技術(shù)。三是在轉爐的鋼包、中間包、軋鋼的鋼坯加熱全流程推行電加熱，將煤氣加熱爐窯變成綠色電加熱爐窯。四是新型爐料技術(shù)，包括預還原爐料和碳鐵復合爐料，將這些新型爐料與常規爐料一同加入高爐，可以利用金屬鐵的催化作用，提升爐身效率，達到減少燃料消耗的目的。
三是氫基豎爐。用氫氣還原氧化鐵時(shí)，其主要產(chǎn)物是金屬鐵和水蒸氣，還原后的尾氣對環(huán)境沒(méi)有任何不利的影響，可以明顯減輕對環(huán)境的負荷。使用清潔能源制取氫氣，使用氫氣還原鐵礦石煉鐵，有望實(shí)現近零碳排放的鋼鐵冶煉過(guò)程，是鋼鐵走向碳中和的重要路徑之一。
四是近終形制造。近終形制造技術(shù)是指力求從鋼水澆鑄開(kāi)始，就盡可能接近最終產(chǎn)品尺寸的連鑄連軋一體化工藝技術(shù)，以便進(jìn)一步減少中間加工工序，節省能源、減少貯存和縮短生產(chǎn)時(shí)間。與傳統工藝相比，近終形制造技術(shù)流程更短，不需要經(jīng)過(guò)多道工序，避免了反復加熱，從而使得生產(chǎn)過(guò)程更加高效，能耗及排放更低，被認為是近代鋼鐵工業(yè)發(fā)展中的一項重大工藝技術(shù)革新。中國寶武已經(jīng)開(kāi)發(fā)出薄帶連鑄連軋技術(shù)，聯(lián)合全球冶金技術(shù)工作者探索出的薄板坯連鑄連軋技術(shù)、棒線(xiàn)材連鑄連軋技術(shù)，將是軋制區域碳中和的重要工藝路線(xiàn)。
五是冶金資源循環(huán)利用。選擇經(jīng)濟合理的內部循環(huán)路徑，充分利用廠(chǎng)內固廢中的鐵、碳資源，可以減少煤礦資源消耗和實(shí)現固廢零排放。以廢鋼為代表的鋼鐵循環(huán)材料是充分還原后的金屬，屬于載能和環(huán)保資源，大比例使用鋼鐵循環(huán)材料將是未來(lái)低碳冶金的重要發(fā)展方向，可以節約高爐鐵水使用，從而大幅減少二氧化碳和污染物排放。我國有機固廢資源豐富，其中僅農林生物質(zhì)廢棄物產(chǎn)量就達數億噸，生物質(zhì)生長(cháng)時(shí)吸收的二氧化碳和燃燒時(shí)排放的二氧化碳構成平衡，不會(huì )增加大氣中的濃度，因此被視為碳中性物質(zhì)，冶金過(guò)程可使用生物質(zhì)作為化石燃料的替代物，從而減少二氧化碳排放。
六是二氧化碳回收及利用。清潔地使用碳的化學(xué)能，建立內外部的碳循環(huán)，對碳和氫進(jìn)行科學(xué)組合，實(shí)現碳、一氧化碳、二氧化碳循環(huán)及產(chǎn)品化利用，在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面會(huì )更有利于冶金過(guò)程，最終形成冶金工業(yè)中完整、可行的碳中和路徑，利于目前鋼鐵行業(yè)的順利轉型。
中國寶武從2015年開(kāi)始探索的冶金煤化工耦合，試圖把冶金過(guò)程產(chǎn)生的煤氣制成化工產(chǎn)品，減少向大氣排放二氧化碳。二氧化碳資源化利用的前提在于低成本捕獲和凈化冶金煤氣中的二氧化碳，然后往清潔燃料、有機原料和化工產(chǎn)品制備方向發(fā)展，業(yè)內已有多家企業(yè)在嘗試，中國寶武也進(jìn)行了二氧化碳分離的試驗，已穩定運行了一年多。
毛曉明最后表示，鋼鐵是高度可循環(huán)的綠色產(chǎn)品，理論上是可無(wú)限循環(huán)的，還有很多優(yōu)異性能尚未得到全部應用。如果制造過(guò)程實(shí)現了綠色低碳化，鋼鐵行業(yè)將從目前碳排放的重大負貢獻行業(yè)轉變?yōu)橹卮笳暙I行業(yè)，從“黑老大”變成“綠老大”。
《中國冶金報》（2022年3月24日 08版八版）
