近期召開(kāi)的中央財經(jīng)委員會(huì )第九次會(huì )議，提出了如期實(shí)現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。我國是世界最大的鋼鐵生產(chǎn)及消費國，2020年粗鋼產(chǎn)量約10.5億噸，占全球產(chǎn)量的56.5%，整個(gè)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的碳排放量占我國碳排放總量的15%。要如期達標，低碳轉型壓力巨大。
高爐改造、智慧制造
中國鋼鐵業(yè)正進(jìn)行全球最嚴超低排放工程
傳統的高爐煉鐵是整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節，也是鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節中能源消耗最大的一道工序，整個(gè)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，70%的能源消耗都產(chǎn)生在這個(gè)環(huán)節。根據測算，傳統煉鐵高爐每煉一噸鐵水，就會(huì )排放兩噸二氧化碳。
要實(shí)現鋼鐵生產(chǎn)中碳排放的減量，對傳統高爐進(jìn)行工藝和技術(shù)的改造升級變得迫在眉睫。中國寶武新疆八鋼氧氣高爐爐長(cháng)田寶山所說(shuō)的出路，是對高爐煉鐵工藝的改進(jìn)，降低碳排放。眼下，他們正在對430立方米的氧氣試驗高爐進(jìn)行調試。這座氧氣高爐和傳統的煉鐵高爐究竟有哪些不同呢？
技術(shù)的難點(diǎn)在于要通過(guò)提高進(jìn)入高爐的氧氣純度，讓高爐內只生產(chǎn)對煉鐵有用的一氧化碳和廢氣二氧化碳，再將一氧化碳留在高爐內代替化石燃料煉鐵，從而減少對化石原料的使用。如果達到50%的富氧量，可以減排10%左右的二氧化碳。
經(jīng)過(guò)五六個(gè)月的連續奔忙，他們終于實(shí)現了第一階段的目標，富氧達到百分之三十五，爐內溫度正常，試驗高爐整體運行平穩。
中國寶武新疆八鋼氧氣高爐爐長(cháng) 田寶山 在整個(gè)鋼鐵行業(yè)，低碳冶煉已經(jīng)成為了這個(gè)春天的一股風(fēng)潮，在距離烏魯木齊3900公里的上海寶山區寶山鋼鐵股份有限公司，一群研究員正忙著(zhù)對燒結設備進(jìn)行調試，為今天的燒結試驗做好準備。
由于鐵礦石品類(lèi)不一，為了能提高煉鐵效率，在傳統高爐進(jìn)行煉鐵之前，都需要對鐵礦石進(jìn)行燒結處理，從而為高爐提供更好的原料。但傳統燒結作為煉鐵高爐的前端環(huán)節，對煤炭的用量較大，同時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量二氧化碳氣體。通常，燒結工序產(chǎn)生的二氧化碳占全流程的15%左右。而中國寶武中央研究院高級主任研究員李建所研究的微波燒結則是通過(guò)電能來(lái)代替煤炭，解決這個(gè)環(huán)節的碳排放問(wèn)題。
2021年1月，經(jīng)過(guò)對設備的三次優(yōu)化后，這臺價(jià)值上千萬(wàn)的微波燒結設備終于可以正常運行，每天可消化兩噸鐵礦石原料，生產(chǎn)出1.8噸左右的燒結塊原料。而根據檢測設備對燒結之后排出的氣體檢測，可以明顯看到污染物的排放量。
李建測算過(guò)，采用傳統燒結工藝，每煉出一噸成品原料，二氧化碳等氣體排放量約為6000毫克每立方米，而通過(guò)微波燒結工藝，每煉出一噸成品原料，二氧化碳等氣體排放量?jì)H為25毫克每立方米，相當于99%的污染氣體都可以通過(guò)這個(gè)新工藝被消減掉。與此同時(shí)，也可以減少對煤炭等化石能源的使用。
就在李建忙著(zhù)對微波燒結裝置進(jìn)行又一次的改進(jìn)試驗時(shí)，在距離燒結試驗基地不遠處的寶鋼股份寶山基地1號高爐內，中國寶武中央研究院高級主任研究員徐萬(wàn)仁正在對高爐內的天然氣代替煤炭裝置進(jìn)行調試。
這套裝置通過(guò)采用天然氣等清潔能源代替煤炭進(jìn)行高爐煉鐵，從而達到減少碳排放的目的。試驗數據顯示，采用天然氣，每煉一噸鐵水，可以減少二氧化碳排放20公斤，可節省近80公斤的煤炭。
根據上海天然氣價(jià)格每立方兩元左右的價(jià)格，與傳統煤粉相比，這個(gè)價(jià)格足足貴了一倍。采用天然氣或富氫氣體來(lái)代替煤炭，雖然目前來(lái)看是虧本的，但卻為未來(lái)的變革做好了技術(shù)儲備。除了采用天然氣，研究人員們還在進(jìn)行更多的嘗試。
中國寶武中央研究院高級主任研究員 徐萬(wàn)仁 2030年碳達峰，2060年碳中和
鋼鐵行業(yè)在努力
除了加速冶煉環(huán)節的技術(shù)攻關(guān)，綠色產(chǎn)品的低碳發(fā)展也顯得尤為重要。統計數據顯示：2020年寶鋼汽車(chē)鋼板銷(xiāo)售量達到了1200多萬(wàn)噸，全國幾乎每?jì)奢v車(chē)中就有一輛使用了寶鋼的汽車(chē)鋼板。
以汽車(chē)車(chē)身為例，車(chē)身上約有300多個(gè)關(guān)鍵零部件用到寶鋼的汽車(chē)鋼材，如果使用新型的超高強度鋼材，可使車(chē)身減重百分之二十到三十左右。而每使用一噸超強鋼，可實(shí)現減排0.4噸二氧化碳，與此同時(shí)，超高強鋼通過(guò)降低油耗，還可協(xié)助汽車(chē)在行駛過(guò)程中減排兩噸二氧化碳。
目前，在上海寶鋼，從原料進(jìn)廠(chǎng)到煉鐵工序、煉鋼工序、熱軋工序、冷軋工序以及最終的產(chǎn)品交付，整個(gè)流程都已經(jīng)納入智慧制造的范圍中，每道工序均有一條樣板線(xiàn)。
特別是在冷軋黑燈工廠(chǎng)，已經(jīng)完全看不到傳統鋼廠(chǎng)的燈火通明，在這座工廠(chǎng)，通過(guò)應用信息化技術(shù)，實(shí)現了行車(chē)無(wú)人化、物流作業(yè)無(wú)人化、3D崗位無(wú)人化，大大降低了能耗，提升了生產(chǎn)效率。
不僅是在寶武集團這樣的行業(yè)巨無(wú)霸，目前，我國的整個(gè)鋼鐵行業(yè)都在進(jìn)行著(zhù)低碳轉型的背水一戰。推進(jìn)節能技術(shù)改造、降低單位工業(yè)增加值的能源消耗，成為了整個(gè)行業(yè)的必修課。
危中求機 領(lǐng)跑未來(lái)
作為能源消耗高密集型行業(yè)，鋼鐵行業(yè)在制造業(yè)31個(gè)門(mén)類(lèi)中碳排放量最大?？梢钥吹?，鋼鐵行業(yè)的龍頭企業(yè)，已經(jīng)率先開(kāi)始了全鏈條的改造升級，從生產(chǎn)端的低碳冶煉，到產(chǎn)品端的綠色新品，在這場(chǎng)前所未有的硬仗中，我們看到了他們的智慧、勇氣和決心。我們希望，中國的鋼鐵行業(yè)，能夠在行業(yè)排頭兵的帶領(lǐng)下，堅持綠色可持續發(fā)展的理念，進(jìn)一步加快創(chuàng )新步伐，成為全球鋼鐵產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展的先行者、領(lǐng)跑者。
