國外鋼鐵工業(yè)低碳技術(shù)發(fā)展與我國減排CO2策略

楊 婷

目前，許多發(fā)達(dá)國家和地區(qū)采取不同的方法和技術(shù)策略減排CO2。美國鋼鐵業(yè)簽署了氣候自愿行動協(xié)議，承諾能源強(qiáng)度在2002年數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上改善10%。日本鋼鐵工業(yè)采取自主行動計(jì)劃，目標(biāo)是到2010年，其能源消耗比1990年減少10%。其他國家在節(jié)能減排方面也采取了類似行動。美國、日本、韓國、澳大利亞和加拿大積極參與亞太清潔發(fā)展和氣候伙伴合作計(jì)劃，中國和印度也參與了該項(xiàng)目。歐盟建立了世界最大的溫室氣體排放國際貿(mào)易機(jī)制?？傊还苁澜绺鲊扇『畏NCO2減排措施，對于鋼鐵工業(yè)來說，應(yīng)用環(huán)境友好型技術(shù)，研發(fā)突破性冶煉工藝始終是可持續(xù)發(fā)展的重要課題。

1.歐洲鋼鐵工業(yè)低碳技術(shù)的發(fā)展

歐盟碳排放交易機(jī)制的目標(biāo)是：將氣候變暖限制在2℃內(nèi)；到2020年溫室氣體排放量在1990年的基礎(chǔ)上至少減少20%；到2050年降低50%。在《京都議定書》框架下，歐盟27國的碳排放量至今已降低5%，目標(biāo)是到2012年降低8%。歐盟成員國根據(jù)各自減排任務(wù)，通過國家分配計(jì)劃（NAP：National Allocation Plan）將CO2的排放限額分解至每個(gè)生產(chǎn)裝置，其操作者需在每年底按照具體要求向當(dāng)局匯報(bào)排放水平，超過限額的部分將處以罰款。2002年啟動了超低CO2煉鋼（ULCOS）項(xiàng)目，該項(xiàng)目由14個(gè)歐洲國家的48個(gè)企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)共同參與完成，旨在采用一系列的突破性理念，從基礎(chǔ)性到可行性以及最終的工業(yè)化研究。該項(xiàng)目將采用一系列突破性理念使CO2排放量減少30%～70%。這些技術(shù)包括：高爐爐頂煤氣在脫碳之后的重新利用；CO2的捕集與貯存；電解；氫的利用等。該項(xiàng)目目標(biāo)是至少實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)碳排放量減半的突破性煉鋼技術(shù)。

德國是歐盟最大的產(chǎn)鋼國，2010年粗鋼產(chǎn)量為4381萬噸，占?xì)W盟粗鋼產(chǎn)量的25.3%，全球排名第7位。為減排溫室氣體，德國鋼鐵業(yè)制定了到2005年把CO2排放量在1992年的基礎(chǔ)上減少16%~17%，到2012年將CO2的排放量減少22%的目標(biāo)。

德國鋼鐵工業(yè)長期著手可持續(xù)發(fā)展的整體戰(zhàn)略，從經(jīng)濟(jì)、生態(tài)學(xué)和社會的觀點(diǎn)來看，基本任務(wù)就是提高成品鋼材和資源使用效率。

原料、能源和環(huán)境效率是德國鋼鐵工業(yè)的頭等大事，同時(shí)還包括原料的二次利用、副產(chǎn)品氣體和渣的利用、廠區(qū)內(nèi)廢料，如粉塵和泥渣的再利用以及水的利用等。鋼鐵工業(yè)的這些措施在提高競爭力和改善經(jīng)濟(jì)方面取得了極大成功。取得這些進(jìn)展的主要措施是在高爐生產(chǎn)中降低還原劑消耗量，加大電爐鋼比例并改進(jìn)電爐煉鋼工藝，采用薄板坯連鑄，通過安裝能源回收裝置和有效利用生產(chǎn)中所產(chǎn)生的氣體使設(shè)備能力最優(yōu)化。

近50年來，德國鋼鐵工業(yè)的能源消耗量明顯降低，其一次能源消耗量1960年為29.5GJ/t鐵，到2007年降至17.4 GJ/t鐵，降低41%。電爐冶煉能耗從1965年的630kWh/t鋼降至2007年的345kWh/t鋼，下降45%。特別是德國高爐還原劑的消耗量已經(jīng)達(dá)到了極限值，大幅降低了單位產(chǎn)品CO2的排放量。2008年德國高爐還原劑消耗量降到489.4kg/t鐵，其中焦炭消耗354.2kg/t鐵，煤比106kg/t鐵，其他還原劑消耗29.2kg/t鐵。

德國鋼鐵工業(yè)一直致力于裝備大型化技術(shù)改造。高爐數(shù)量從20世紀(jì)70年代的105座降到2000年的22座，目前每座高爐平均產(chǎn)鐵量約200萬噸/年；轉(zhuǎn)爐從45座降到現(xiàn)在的25座，每座轉(zhuǎn)爐平均產(chǎn)鋼量達(dá)120萬噸/年。最大的轉(zhuǎn)爐為蒂森鋼鐵公司的2座380 噸轉(zhuǎn)爐，每座轉(zhuǎn)爐產(chǎn)鋼量超過200萬噸/年；電爐從90座降至29座。

1973年以來，德國連鑄技術(shù)發(fā)展迅猛，1985年連鑄比超過80%，1988年連鑄比達(dá)到90%以上，2009年連鑄比約為98%。隨著連鑄比的增加和熱裝熱送技術(shù)的應(yīng)用，軋鋼加熱爐的能耗從2.0 GJ/t鋼降到1.2GJ/t鋼。

通過采取一系列措施，德國鋼鐵工業(yè)近50年來的能源消耗量明顯降低，尤其是高爐還原劑的消耗量已經(jīng)達(dá)到了極限，這將極大地降低單位產(chǎn)品CO2排放量。迄今為止，其長流程工藝的排放量低于1.8 t CO2/t粗鋼，而綜合長流程和短流程路線的排放量則降為1.3 t CO2/t粗鋼。從2005年1月起，歐盟執(zhí)行CO2排放交易。為此，德國將不再新建用碳量大且還要附加CO2排放證書的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。

對于鋼鐵行業(yè)的溫室氣體減排，法國作出了“盡力而為”的承諾，計(jì)劃通過使用能源，優(yōu)化廢鋼利用、更好地利用副產(chǎn)品以及提高鋼鐵性能來實(shí)現(xiàn)CO2減排目標(biāo)。通過一系列的努力，法國鋼鐵工業(yè)在過去的40年間，能源強(qiáng)度下降了190%，相應(yīng)的CO2排放量降低了260%。

2.日本鋼鐵工業(yè)低碳技術(shù)的發(fā)展

根據(jù)《京都議定書》，日本2008～2012年CO2等溫室氣體的平均排放量要比1990年實(shí)際減少6%。日本為應(yīng)對氣候變暖，啟動了自主行動計(jì)劃。以粗鋼產(chǎn)量1億噸為前提，以1990年度為基準(zhǔn)，2010年度的鋼鐵生產(chǎn)工序能耗減少10%（相當(dāng)于減少CO2排放量9%）。但是，粗鋼產(chǎn)量超過1億噸時(shí)，包括充分運(yùn)用京都機(jī)制等對策，盡最大努力實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)。

根據(jù)日本鐵鋼聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，日本2009年度粗鋼產(chǎn)量9645萬噸，比1990年度下降13.7%。其中2009年度能源消費(fèi)量比1990年度下降17.6%；CO2排放量比1990年度下降17.8%。

日本的噸鋼能耗多年來一直居世界領(lǐng)先地位，其能源費(fèi)用占生產(chǎn)成本的比重逐年下降，這一成績的取得是因?yàn)槿毡静坏珡娜B鑄、熱裝熱送及直接軋制等流程方面考慮節(jié)能，而且注重細(xì)節(jié)節(jié)能。通過“生產(chǎn)工序節(jié)能”、“對社會節(jié)能的貢獻(xiàn)”和“革新性技術(shù)開發(fā)”三大支柱，推進(jìn)自主行動計(jì)劃。

從發(fā)展過程看，日本鋼鐵工業(yè)的節(jié)能是從生產(chǎn)工序合理化和連續(xù)化，實(shí)現(xiàn)粗放式節(jié)能開始，之后進(jìn)一步全面回收利用余能，實(shí)現(xiàn)總體節(jié)能。近年，為貫徹建設(shè)循環(huán)型社會方針，更加強(qiáng)了對廢物的循環(huán)利用，不僅廠內(nèi)的鋼鐵渣和含鐵粉塵得到了較好利用，甚至連社會廢物，如廢塑料、廢輪胎和醫(yī)療廢物等也得到了部分利用，除有利于節(jié)能外，還有利于減少廢物填埋占地和減少污染。主要采取的節(jié)能減排措施有：

（1）副產(chǎn)煤氣（焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣等）除用于本廠工業(yè)爐和鍋爐燃料外，多余部分用于發(fā)電自用，基本沒有放散。

（2）煉焦工序：干熄焦普及率達(dá)83%；煤調(diào)溫、煤預(yù)熱和煤成型均已得到部分應(yīng)用；焦?fàn)t燃燒全部實(shí)現(xiàn)自動化控制；煉焦中摻入2%廢塑料，能量利用率達(dá)94%。此外，由日本政府組織開發(fā)的下一代新型焦?fàn)tScope21已投入工業(yè)化試生產(chǎn)，可節(jié)能20%，生產(chǎn)效率為目前焦?fàn)t的2.4~3倍，非微粘結(jié)煤配比達(dá)60%，新日鐵大分廠計(jì)劃建實(shí)用爐。

（3）燒結(jié)工序：冷卻礦余熱回收、燒結(jié)均壓氣回收、分級布料、燒結(jié)機(jī)局部除塵、主風(fēng)機(jī)高效化和防止漏風(fēng)以及電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制等節(jié)能措施已基本普及。

（4）煉鐵工序：爐頂余壓發(fā)電已全部普及；熱風(fēng)爐余熱利用和噴吹煤粉全部普及；噴吹廢塑料率先在JFE的京濱、福山兩廠應(yīng)用，能量利用率達(dá)75%～80%，2010年共用廢塑料約30萬t。對高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)普遍采取了防止漏風(fēng)、降低壓損和熱風(fēng)管保溫等節(jié)能措施。

（5）轉(zhuǎn)爐煉鋼工序：OG-IDF轉(zhuǎn)數(shù)控制，制氧機(jī)、除塵器和冷卻泵等設(shè)備高效化，連鑄斷面近終形化和鑄坯熱送等節(jié)能措施已普及。新日鐵廣畑廠高爐停產(chǎn)后，全部以廢鋼鐵為原料吹氧噴煤化鐵后煉鋼，并利用廢輪胎12萬t/a，充分利用輪胎可燃部分及其中的子午線鋼絲，節(jié)能效果良好。

（6）電爐煉鋼工序：要采用廢鋼預(yù)熱、削峰填谷等常用節(jié)能措施外，普鋼電爐廠利用空閑能力處理醫(yī)療廢物、干電池和汽車粉碎屑等含有金屬的廢物，綜合節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效果良好。

（7）熱軋工序：主要采用了自身預(yù)熱燃燒器加熱爐、鋼坯熱送熱裝、電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制和連續(xù)無頭軋制等節(jié)能措施。

（8）冷軋及其他工序：主要有冷卻水系統(tǒng)高效化、熱處理爐連續(xù)化和余熱回收、電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)控制等節(jié)能措施。

（9）開發(fā)使用高功能鋼材：日本鋼鐵業(yè)致力于開發(fā)汽車輕量化的高強(qiáng)度鋼板，在使用階段實(shí)現(xiàn)節(jié)能的高功能鋼材等以適應(yīng)需求。2001年，日本設(shè)立了“LCA（生命周期評價(jià)法）能源評價(jià)調(diào)查委員會”，用LCA對六種高功能鋼材給整個(gè)社會帶來的節(jié)能效果進(jìn)行了評價(jià)分析，其中包括汽車用鋼板、船舶用厚板、鍋爐用鋼管、建筑用H型鋼、電車用不銹鋼鋼板和變壓器用電工鋼板。今后每年都進(jìn)行跟蹤評價(jià)分析。

日本減排溫室氣體的重點(diǎn)是充分利用能源，開發(fā)節(jié)能技術(shù)是其實(shí)現(xiàn)減排的主要手段，目前日本正重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面開展技術(shù)研發(fā)：

（1）提出了在不用水的干式爐渣粒狀化方法下回收礦渣顯熱，即采用轉(zhuǎn)環(huán)霧化器（Rotary Cup tomizer，簡稱RCA）的爐渣顯熱回收法解決余熱回收的問題。

（2）提出了在石灰燒成時(shí)使用轉(zhuǎn)爐廢氣以利用轉(zhuǎn)爐廢氣顯熱的方法。該方法可以使轉(zhuǎn)爐廢氣中的粉塵黏附在石灰上，在除去粉塵的同時(shí)，利用廢氣顯熱燒成石灰。

（3）開發(fā)中溫區(qū)熱電子元件，利用該溫度差產(chǎn)生的電動勢，將熱能直接轉(zhuǎn)換成電能。如對于爐壁強(qiáng)制冷卻或熱交換器這樣的結(jié)構(gòu)，在高溫壁和低溫壁之間安裝熱電組件就能發(fā)電。

（4）研究了低溫廢熱利用方法，包括kalina循環(huán)發(fā)電，uehara循環(huán)發(fā)電，氨蒸汽循環(huán)發(fā)電（開發(fā)將200℃以下廢氣及70～100℃排水作為熱源，利用氨蒸氣循環(huán)的廢熱回收發(fā)電裝置）。

（5）研究了高爐渣和鋼渣的循環(huán)利用技術(shù)。在日本鋼渣一方面被作為建筑工程、鋼渣肥料和土壤改良劑；另一方面JFE鋼鐵成功開發(fā)出利用鋼鐵渣固定CO2以生成碳酸鈣的技術(shù)，不僅改善了海洋生態(tài)環(huán)境，且在制造過程中充分利用了CO2。

此外，日本鋼鐵公司從自備電廠煙氣中回收CO2供化工原料應(yīng)用也得到了推廣。新日鐵從焦?fàn)t煤氣中提取氫供應(yīng)燃料電池汽車加氫站，為社會節(jié)油減排做貢獻(xiàn)。JFE還應(yīng)用污泥硝化產(chǎn)生的沼氣發(fā)電。

此外，在政策方面，日本政府出臺了一系列政策，其中包括碳稅和排放貿(mào)易。碳稅包括“石油和煤炭稅”和“氣候變化稅”。自2003年10月起，日本開始征收石油和煤炭稅。并于2007年初開始征收環(huán)境稅。該稅種的實(shí)施刺激了新能源和節(jié)能產(chǎn)品的加快研制與更新?lián)Q代。

3.美國鋼鐵工業(yè)低碳技術(shù)的發(fā)展

根據(jù)美國鋼鐵協(xié)會（AISI）的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在過去的25年里，美國鋼鐵行業(yè)的噸鋼能耗已由1970年的32GJ下降到2009年的約15GJ，降低了60%。

上世紀(jì)六、七十年代以來，美國電爐鋼產(chǎn)量大幅增加，近些年其電爐鋼比例已超過60%，電爐煉鋼已成為美國最主要的煉鋼方法。

電爐鋼在美國迅速發(fā)展并超過轉(zhuǎn)爐鋼占據(jù)主導(dǎo)地位的原因，首先是美國擁有充足廉價(jià)的廢鋼、電力資源；其次電爐廠投資低、建設(shè)周期短、生產(chǎn)經(jīng)營靈活，還有一個(gè)重要因素就是電爐短流程鋼廠在節(jié)能環(huán)保方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于消耗大量焦炭、碳排放高的轉(zhuǎn)爐流程鋼廠。

能耗核算為15GJ/t鋼，按美國能源部能源信息署給出噸標(biāo)煤的碳排放系數(shù)0.69計(jì)算，噸鋼二氧化碳排放量為1.3噸。噸鋼能耗和二氧化碳排放強(qiáng)度遠(yuǎn)低于國際鋼鐵協(xié)會平均值。由此可見，鋼鐵生產(chǎn)流程的結(jié)構(gòu)改變對鋼鐵行業(yè)二氧化碳減排有著巨大作用。

2004年2月，布什政府宣布了氣候變化行動將作為京都議定書的替代計(jì)劃。該行動計(jì)劃包括從2002年至2012年溫室氣體單位GDP排放量降低18%，加強(qiáng)能源部現(xiàn)存的溫室氣體排放自愿登記計(jì)劃，增加研發(fā)方面的聯(lián)邦資助，以及通過稅收刺激促進(jìn)可再生能源的投資等。美國鋼鐵工業(yè)協(xié)會也正在自覺參與政府的削減溫室氣體排放的計(jì)劃，AISI提出了在2012年噸鋼鋼材能源消耗比2002年降低10%的目標(biāo)。

美國能源部采取國際合作的形式，針對鋼鐵業(yè)開發(fā)了以下技術(shù)：無焦煉鐵技術(shù)，用轉(zhuǎn)底爐生產(chǎn)DRI或粒鐵作為電爐等的補(bǔ)充原料；LCS激光等直線測量系統(tǒng)測量轉(zhuǎn)爐和鋼包的耐火磚厚度，延長設(shè)備壽命，節(jié)省耐材能耗；高強(qiáng)度軋輥；DOC系統(tǒng)（稀釋氧燃系統(tǒng)），通過一個(gè)單獨(dú)的高速噴口噴燃?xì)夂脱鯕猓谷細(xì)夂脱鯕庠诨旌现熬图訜?，可以提高軋鋼廠的產(chǎn)量和效率；鍍鋅板廢料鋅去除技術(shù)。

美國鋼鐵協(xié)會目前正致力于降低鋼鐵工業(yè)CO2排放的技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目包括：

（1）用氫閃速熔煉生產(chǎn)生鐵（用氫做燃料），通過替代煉鐵生產(chǎn)過程中所用的煤和焦炭中碳，目前該研究仍處于初步階段；

（2）熔融氧化物電解研究，由MIT材料科學(xué)工程系科學(xué)家Donald R. Sadoway 教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室利用環(huán)境更加友好的熔融氧化物電解工藝成功地獲得了生產(chǎn)鐵的新方法。熔融氧化物電解工藝與常規(guī)金屬生產(chǎn)技術(shù)有著明顯的不同，是將電流通過液態(tài)氧化鐵，分解成為鐵水和氧氣，生產(chǎn)完全不含碳的鐵，因此不產(chǎn)生二氧化碳；

（3）新型懸浮煉鐵技術(shù)、二氧化碳地質(zhì)儲存研究等。

4.我國鋼鐵工業(yè)減排CO2的技術(shù)策略

縱觀國際鋼鐵行業(yè)減排溫室氣體的策略，歐盟減排溫室氣體的目標(biāo)明確，減排的力度也比較大，他們根據(jù)自身廢鋼儲備量較大的特點(diǎn)，把增加煉鋼中廢鋼的比例、減少對鐵水的需求作為最有效的減少CO2排放的措施；日本鋼鐵業(yè)則在節(jié)能上狠下功夫，通過充分利用余熱回收能源和高效利用富余煤氣，提高能源效率；美國鋼鐵業(yè)通過提高電爐鋼比例，改變鋼鐵生產(chǎn)的流程結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減排CO2的目的。

對于我國鋼鐵企業(yè)來說，實(shí)現(xiàn)CO2減排除了要借鑒國際鋼鐵工業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)外，還需要結(jié)合我國鋼鐵企業(yè)的特點(diǎn)，有的放矢地進(jìn)行。一方面，我國鋼鐵企業(yè)大量高耗能設(shè)備依然存在，余熱、余能回收利用率低，導(dǎo)致我國鋼鐵企業(yè)能耗一直居高不下；另一方面，盡管電爐短流程噸鋼CO2排放量大大低于高爐——轉(zhuǎn)爐長流程的CO2排放量，但由于我國社會廢鋼積蓄量少、價(jià)格高，使我國鋼鐵業(yè)不可能像歐洲和美國鋼鐵業(yè)那樣通過大力發(fā)展短流程煉鋼來降低CO2排放水平。此外，若采用新的冶煉技術(shù)，如運(yùn)用天然氣和氫氣作為還原劑，則現(xiàn)階段其來源和成本是個(gè)問題；若采用鐵礦的電解冶煉技術(shù)，因其耗電量大，對于現(xiàn)階段我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)顯然是不切實(shí)際的。

從歐洲、日本和美國鋼鐵工業(yè)低碳技術(shù)的發(fā)展路線分析可知，未來我國鋼鐵工業(yè)需要在提高能源利用效率、加大二次能源的回收利用，開發(fā)突破性冶煉技術(shù)以及尋求利用新能源解決方案方面做出更多的努力。

4.1 提高能源利用效率

鋼鐵生產(chǎn)過程中使用的能源種類繁多，主要有原料煤、焦炭、副生氣體、電力、余熱等等。而這些能源的能級相差甚大，用能設(shè)備對能源的要求亦不相同。為了提高能源使用效率，必須分級用能，階梯利用，充分發(fā)揮各自的作用。

分級利用就是將一定的初始能量多次利用的一種方法，是一種為了不浪費(fèi)能源而根據(jù)其特點(diǎn)物盡其用的方法。例如，對于高壓高溫蒸汽應(yīng)先用于作功，然后再供熱、采暖等。

我國能源利用效率與發(fā)達(dá)國家相比存在一定差距，每噸標(biāo)準(zhǔn)煤的產(chǎn)出效率相當(dāng)于美國的28.6%，歐盟的16.8%，日本的10.3%。我國鋼鐵工業(yè)的能源結(jié)構(gòu)與韓國和日本相似，一次能源也是以煤為主，但韓國與日本鋼鐵企業(yè)單位鋼鐵產(chǎn)品的碳排放強(qiáng)度略低于我國，其差別主要是我國鋼鐵企業(yè)的能效較低。

提高能源利用效率就是要充分、合理、科學(xué)地利用好副產(chǎn)資源和高能高用、梯級利用、能級匹配、高效回收。

4.2 提高廢鋼鐵的利用率

在高爐——轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)流程中，高爐的CO2發(fā)生量占總發(fā)生量的60%。因此，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)配入多少鐵水對鋼鐵廠產(chǎn)生的CO2排放量有直接影響。換言之，煉鋼時(shí)多配入廢鋼而少用鐵水就可以減排CO2。計(jì)算表明，轉(zhuǎn)爐減少10%的鐵水單耗，即可將鋼鐵廠的CO2排放量減少6%。

廢鋼是鐵礦石的替代品，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年利用5000萬噸廢鋼可減排1億噸CO2。因?yàn)樵阡撹F生產(chǎn)流程中，能源消耗和污染排放主要集中在燒結(jié)、焦化、煉鐵等工序，而循環(huán)使用清潔廢鋼，是不經(jīng)過這些高能耗環(huán)節(jié)，直接進(jìn)入轉(zhuǎn)爐、電爐工序。據(jù)測算，與使用鐵礦石相比，用廢鋼煉鋼可節(jié)約能源60%、節(jié)水40%，減少排放廢水76%、廢氣86%、廢渣72%。同時(shí)，廢鋼還是一種可以循環(huán)利用的再生資源。每多用1噸廢鋼，可少用1.7噸精礦粉，減少4.3噸原生鐵礦石的開采。

4.3 加快淘汰落后產(chǎn)能

根據(jù)國務(wù)院已出臺的《鋼鐵產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，將嚴(yán)格控制鋼鐵總量，加快淘汰落后。嚴(yán)格控制新增產(chǎn)能，不再核準(zhǔn)和支持單純新建、擴(kuò)建產(chǎn)能的鋼鐵項(xiàng)目，所有項(xiàng)目必須以淘汰落后為前提。目前，我國大中型鋼鐵企業(yè)在節(jié)能減排上取得的進(jìn)步較明顯，但一些地方小鋼鐵企業(yè)由于工藝裝備落后，導(dǎo)致能耗較高、污染嚴(yán)重。世界先進(jìn)焦?fàn)t炭化室高度在6m以上，我國主體水平僅為4.3m；先進(jìn)大型高爐為3000m3~5000m3，我國主體水平為300m3~3000m3，先進(jìn)煉鋼轉(zhuǎn)爐為200t~350t，我國主體水平為20t~100t。所以推進(jìn)淘汰落后鋼鐵生產(chǎn)能力，也是鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的重要途徑。

4.4 提高二次能源利用率

鋼鐵工業(yè)的能源轉(zhuǎn)化功能體現(xiàn)在生產(chǎn)過程中所用煤炭的能值有34%左右轉(zhuǎn)化為副產(chǎn)煤氣（焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、高爐煤氣）和生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的余壓、余熱、余能。據(jù)分析，鋼鐵企業(yè)所產(chǎn)生的二次能源量占鋼鐵企業(yè)總能耗的15%左右。日本新日鐵已將可回收的二次能源總量的92%進(jìn)行了回收利用。我國寶鋼也回收利用了二次能源總量的77%，而大多數(shù)鋼鐵企業(yè)二次能源回收利用是在50%以下。如果我國鋼鐵工業(yè)能達(dá)到日本的二次能源回收水平，估計(jì)每年可以減排CO28000萬t。因此，加強(qiáng)二次能源的回收利用將是我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的主攻方向。

4.5 開發(fā)突破性冶煉技術(shù)

今天的鋼鐵生產(chǎn)已經(jīng)最佳地利用了能源。因此，為了進(jìn)一步大幅度降低CO2的排放，需要從根本上開發(fā)新的鋼鐵生產(chǎn)工藝技術(shù)。由于現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)已經(jīng)有很高的能源效率，并且可以大幅度降低CO2的排放，因而所謂的突破就是導(dǎo)致鋼鐵制造方式有重大改變的“新發(fā)現(xiàn)”。這就需要研究開發(fā)創(chuàng)新型的煉鐵與煉鋼生產(chǎn)工藝，通過利用再生炭資源或取消炭的使用，改變化石燃料的使用，開發(fā)出低碳或無碳鋼鐵生產(chǎn)工藝。如氫氣還原煉鐵技術(shù)，該技術(shù)最大的優(yōu)勢是高爐使用H2作還原劑可以實(shí)現(xiàn)快速還原，并且減少CO2的排放，這是非常有利于環(huán)保的煉鐵方法，但很難獲得廉價(jià)的氫氣，所以在氫源方面，有關(guān)副產(chǎn)煤氣的制氫技術(shù)受到重視。

4.6 開發(fā)利用新能源

我國鋼鐵企業(yè)應(yīng)適時(shí)參與水能、風(fēng)能、太陽能發(fā)電項(xiàng)目試點(diǎn)工作，充分利用鋼鐵企業(yè)的自身優(yōu)勢發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，如日本焦?fàn)t煤氣重整后制成富氫煤氣輸入高爐，加速還原鐵礦石；歐洲也開始利用太陽能進(jìn)行高溫冶煉研究；韓國POSCO也在開展核能—制氫—?dú)溥€原的前沿技術(shù)研究等。

5.結(jié)論

目前，我國鋼鐵工業(yè)能源消耗占全國工業(yè)總能耗的25%；新水消耗占全國工業(yè)用水總量的3%，廢水排放量占工業(yè)總排放量的14%，SO2排放量占工業(yè)總排放量的8%，固體廢物占工業(yè)廢棄物總量的16%。由于CO2既不是廢棄物也不是污染物，其排放指標(biāo)目前還未列入國家考核企業(yè)的指標(biāo)中。國家現(xiàn)已提出了到2020年的碳減排目標(biāo)，未來肯定會對鋼鐵生產(chǎn)的碳排放形成約束，以促使鋼鐵行業(yè)在工藝、規(guī)模、技術(shù)等方面發(fā)生根本性變化，從而有可能導(dǎo)致行業(yè)新一輪洗牌。世界經(jīng)濟(jì)走向低碳化已是大勢所趨。鋼鐵企業(yè)應(yīng)未雨綢繆，高度關(guān)注國家碳稅政策制定的進(jìn)展，盡早制定節(jié)能減排發(fā)展策略，研究和安排企業(yè)碳減排實(shí)施方案，使企業(yè)真正走上低能耗、低污染、低排放的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。