吳鐵,呂曉君,董崢,趙珂,王徐濤
(環境保護部環境工程評估中心,北京 100012)
德國鋼鐵行業環境管理及對我國轉型的啟示
吳鐵,呂曉君,董崢,趙珂,王徐濤
(環境保護部環境工程評估中心,北京 100012)
通過對德國鋼鐵行業產量、布局、工藝、產品等發展概況的分析梳理,從嚴格管理有組織排放、分類管理無組織排放、排污許可制度、最佳可行技術等方面,分析總結了德國鋼鐵行業的環境管理特點。結合我國鋼鐵行業發展現狀,提出了化解過剩產能、調整布局、提高電爐煉鋼比例、提高產品附加值、轉變環保管理思路、推動最佳可行技術應用等推進我國鋼鐵行業綠色轉型發展的對策建議。
鋼鐵行業;環境管理;最佳可行技術
鋼鐵行業在德國現代國民經濟體系中擁有重要地位,也是德國的優勢產業之一。如何通過有效的環境管理,最小化其環境影響,是環境保護主管部門的重要工作。通過了解德國鋼鐵行業概況,分析其排污許可制度、最佳可行技術體系等環境管理特點,為推動我國鋼鐵行業綠色轉型升級、完善鋼鐵行業最佳可行技術指南提供借鑒和參考。
德國是歐盟最大產鋼國,占歐盟28國粗鋼總產量的近四分之一,位居世界第七。德國鋼鐵行業企業總數近100家,員工總數約9.5萬人。2015年德國粗鋼總產量4267.8萬噸,約為中國粗鋼產量的5.33%。前5強企業的年粗鋼總產量約占行業全年總產量的80%,其中德國最大鋼企蒂森克虜伯鋼鐵公司粗鋼年產量超過1200萬噸[1]。
(1)行業布局合理。德國鋼鐵生產區域主要集中在北威斯特法倫州、巴符州和薩爾州等地,形成了以杜伊斯堡為核心城市的鋼鐵生產中心,該區域年粗鋼產量已占全德總產量的一半以上,布局相對集中。
(2)電爐鋼占比較高。德國鋼鐵生產工藝主要包括以廢鋼為原料的電爐工藝和以鐵礦石為原料的轉爐工藝。其中,電爐工藝粗鋼產量約占全德總產量的三分之一。
(3)鋼材產品附加值高。德國鋼鐵行業主要鋼材產品以汽車用鋼、高端機械用鋼、橋梁用鋼、軌道鋼等高附加值產品為主。其中,26%的鋼材產品用于汽車制造,31%用于建筑領域,10%用于鋼管制造,12%用于機械制造。
德國以排污許可制度為管理手段,以最佳可行技術為重要支撐,采取有組織排放和無組織排放分類管理的理念,實現了鋼鐵行業環境管理的科學化和精細化。
2.1 鋼鐵行業環境管理的理念
德國鋼鐵行業在實際管理過程中,十分注重廠界外環境質量,對于廠界范圍內的廢氣污染控制,有如下兩個特點:
(1)嚴格管理有組織排放。對于有組織排放,根據德國最佳可行技術要求,嚴格落實最佳可行技術結論的具體規定,電除塵器排放水平為20~40 mg/m3,布袋除塵器排放水平為1~15 mg/m3。為確保實際排放水平與最佳可行技術規定之間有足夠的安全空間,確保污染源長期穩定達標排放,德國鋼鐵企業通常維持除塵措施出口濃度在相應排放標準以下一定范圍內。
(2)分類管理無組織排放。對車間和料場等無組織排放實行分類管理。對于車間無組織排放,嚴格控制煉鋼車間密閉措施,盡量減少車間內的冶煉二次煙氣外溢情況出現。對于料場無組織排放,在保證廠界外達到環境質量標準的前提下,未對鋼鐵企業提出料場全封閉等成本較高的措施要求。
2.2 以排污許可制度為管理手段
德國從1974年開始實施排污許可制度,在歐盟《工業排放指令》發布后,將綜合許可、最佳可行技術等要求融入該項制度中,并取得了良好效果。
根據《聯邦排放控制法》,德國通過采用基于鋼鐵行業最佳可行技術和基于環境質量的排放限值,對鋼鐵聯合企業中的燒結、焦爐、高爐、轉爐等主體設施發放排污許可證,實施排污許可管理。地方環境保護主管部門根據法規要求進行現場檢查,并依據現場檢查結果開展執法工作,對不符合規定的運營方應依法收繳罰款,對輕微違法行為進行行政處罰,對嚴重危害環境行為進行刑事訴訟。
2.3 以最佳可行技術為重要支撐
最佳可行技術是德國鋼鐵行業環境管理的重要技術支撐。首先,鋼鐵企業排污許可證的申請、核發、執行、監管均需要以最佳可行技術作為重要技術依據;其次,鋼鐵企業的運行管理、污染治理設施的運行維護及源頭過程控制技術等,均按照最佳可行技術文件中的規定執行。最佳可行技術文件包括兩個部分,一部分是最佳可行技術參考文件,主要描述最佳可行技術文件的編制過程及部分數據依據;另一部分是最佳可行技術總結文件,主要描述最佳可行技術及其應用效果。
鋼鐵行業最佳可行技術共分為95個部分,涵蓋煉焦、燒結、球團、煉鐵、煉鋼、軋鋼等工序,包括19個總項和76個分項。76個分項中,涉及廢氣排放的有40個,涉及廢水排放的有14個,涉及能源消耗的有12個,涉及生產殘渣的有9個,涉及噪聲的有1個。
>>德國以排污許可制度為管理手段,以最佳可行技術為重要支撐,采取有組織排放和無組織排放分類管理的理念,實現了鋼鐵行業環境管理的科學化和精細化。

“十二五”期間,我國共淘汰煉鐵產能9089萬噸、煉鋼產能9486萬噸。但產能過剩矛盾依舊突出,鋼鐵產能達到11.3億噸左右,約為德國2015年粗鋼產量的26倍,而巨大的鋼鐵產能帶來大量的污染物排放。為減少行業污染物排放總量,仍需持續淘汰落后產能和化解過剩產能[2-3],調整行業布局、優化電爐鋼占比、提高產品附加值、轉變環保管理思路、完善最佳可行技術。
3.1 調整鋼鐵行業布局,控制運輸過程污染
我國現有鋼鐵行業布局不合理,導致公路運輸量及運輸過程中的污染物排放占比較大。以唐山市為例,粗鋼產量約為1億噸,涉及大宗物料運輸約為5億噸,公路運輸量約占90%。借鑒德國經驗,結合我國鋼鐵行業實際情況,應實現鋼鐵企業的沿海沿江布置、臨近鐵礦集中區布置、臨近市場布置等,城市鋼廠逐步退出城市。通過調整布局,減少污染物排放量較大的公路運輸比例,增加水路和鐵路運輸比例,從而減少鋼鐵行業原料及成品運輸過程中的污染物排放量。
3.2 提高電爐煉鋼比例,大幅降低鐵前污染
相比以鐵水為原料的長流程轉爐煉鋼,以廢鋼為原料的短流程電爐煉鋼節能減排優勢明顯。德國通過提高電爐鋼比例(占全德鋼產量的三分之一),大大減少行業污染物排放量。借鑒德國經驗,采用電爐工藝替代轉爐工藝是大幅減少我國鋼鐵行業污染物排放量的有效手段。2015年,我國電爐鋼占比僅為6%,該比例每提高一個百分點,將分別減少二氧化硫、氮氧化物排放約1.8萬噸和0.6萬噸[4]。
3.3 提高產品附加值,增加環保資金來源
我國大量中小型鋼鐵企業生產的鋼材以低附加值產品為主,大量的重復生產導致企業之間無序競爭,直接降低了鋼鐵企業競爭力,普遍出現負利或微利情況。在這種生存狀況堪憂的情況下,企業主觀不愿在環保上面過多投入。據統計,目前我國先進的鋼鐵企業環保投資大約為200元/噸鋼左右、運行成本為150元/噸鋼;較先進的鋼鐵企業環保投資大約為100元/噸鋼左右、運行成本為100元/噸鋼;一般鋼鐵企業環保投資大約為50元/噸鋼左右、運行成本為50元/噸鋼以下。借鑒德國經驗,應引導企業通過引進先進生產技術、開發新產品等手段,提高產品附加值,增加產品利潤,進而為鋼鐵企業環境保護資金來源提供保障。
3.4 轉變環保管理思路,落實企業主體責任
引導鋼鐵企業將環保投入用到關鍵點上。德國環境保護主管部門以環境質量為主要關注點,只要環境質量達標,不會對企業提出額外的污染物減排要求。借鑒德國經驗,我國應依據不同區域環境質量現狀以及污染源解析結果,提出差異化的管理要求。對于環境質量達標或持續改善地區的鋼鐵企業,可采用靜電除塵器、袋式除塵器等達標可行技術,不再提出層層加碼的管理要求,減輕企業負擔;對于未實現環境質量改善的地區,應通過研究分析確定關鍵污染源,可采用全封閉料場、覆膜袋式除塵器、選擇性催化還原脫硝等效果更好的可行技術,將整改要求納入企業排污許可證,通過排污許可制度落實企業主體責任,使企業自主削減污染物排放。
3.5 推動最佳技術應用,實現綜合污染防治
德國對最佳可行技術的應用根據環境質量狀況而不同。借鑒德國經驗,對于車間無組織排放,我國應在滿足安全的前提下,提高對車間整體無組織控制的要求,在確保廠界無組織和周邊環境質量持續改善的前提下,對車間內污染物排放控制要求逐步改為推薦性要求,盡可能讓企業根據各廠具體情況,自主安排環保投資的具體去向,可用于提高車間收集效果,也可提高車間封閉效果,或提高有組織處理措施效果。對于有組織排放控制要求,通過引進高效除塵技術、燒結煙氣循環技術等德國先進治理技術,減少污染物排放量。其中,僅燒結煙氣循環一項技術,可減少該工序10%~30%的污染物排放量。
鋼鐵工業是國民經濟的重要基礎產業,是國之基石。《鋼鐵工業調整升級規劃(2016—2020年)》提出,堅持綠色發展,“十三五”期間污染物排放總量下降15%以上;對于成熟可靠的節能減排技術和裝備,要在行業內全面普及;對于節能環保難點技術要開展示范專項活動,加快推廣應用;對于環境影響敏感區、環境承載力薄弱的鋼鐵產能集中區,要推進先進清潔生產技術改造。通過對歐盟鋼鐵行業環境管理的初步研究,分析其在管理、制度、技術等方面的發展現狀和特點,提出我國鋼鐵行業綠色發展的對策建議,為順利實現“十三五”既定目標添磚加瓦。
[1] 馬漢成, 姜茂發. 德國鋼鐵工業發展啟示[J]. 中國經濟報告, 2015(9): 71- 73.
[2] 袁文. 全球化帶來的壓力——鋼鐵產業轉型升級[J]. 冶金管理, 2015(9): 52- 58.
[3] 工業和信息化部. 鋼鐵工業調整升級規劃(2016—2020年)[Z]. 2016.
[4] 崔書紅, 任洪巖, 劉偉生, 等. 唐山市典型行業霧霾貢獻分析報告[M]. 北京: 中國環境出版社, 2015.
Overview on Environmental Management of German Iron & Steel Industry and Its Enlightenment to China
WU Tie, LV Xiao-jun, DONG Zheng, ZHAO Ke, WANG Xu-tao
(Appraisal Center for Environment & Engineering, Ministry of Environment Protection, Beijing 100012, China)
By analyzing the development situation of German iron & steel industry, such as output, layout, technology and products, this paper summarized the characteristics of the environmental management of German iron & steel industry from different aspects such as strict management of organized emissions, classified management of fugitive emissions, permit system, and best available technology. Combined with the development situation of China’s iron & steel industry, this paper put forward countermeasures and suggestions for the green transformation and development of the industry, including resolving the excess capacity, adjusting the layout, increasing the proportion of EAF steelmaking, increasing added value of products, changing the idea of environmental management, and promoting the application of BAT.
iron & steel industry;environmental management; best available technology
2016-12-30
國家重點研發計劃,大氣污染成因與控制技術研究專項,排污許可證管理政策與支撐技術研究(2016YFC0208400);重點大氣污染控制行業排污許可管理體系設計與試點(2016YFC0208405)
吳鐵(1982—),男,河北保定人,高級工程師,碩士,主要從事排污許可和最佳可行技術研究,E-mail:wutie@acee.org.cn
呂曉君(1981—),男,浙江永康人,工程師,碩士,主要從事排污許可和環境影響評價,E-mail:lvxj@acee.org.cn
10.14068/j.ceia.2017.03.007
X323
A
2095-6444(2017)03-0024-03