我國鋼鐵行業(yè)的大氣污染及整治措施

施永杰

（江蘇沙鋼集團(tuán)有限公司，江蘇 張家港 215600）

1 中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1949年中華人民共和國成立初期，由于我國鋼鐵冶煉技術(shù)還不成熟，鋼材供不應(yīng)求，鋼材的使用受到嚴(yán)格限制。而自1978年改革開放后的幾十年，伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城鎮(zhèn)化的迅猛推進(jìn)，中國的鋼鐵產(chǎn)量激增，在1980年中國成為世界第五大鋼鐵生產(chǎn)國，在2006年中國成為世界第一大鋼鐵生產(chǎn)國。據(jù)世界鋼鐵協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2014年中國粗鋼的總產(chǎn)量超過8.2億t，是排名第二的日本粗鋼總產(chǎn)量的7.4倍，占全世界粗鋼總產(chǎn)量的49.3%。中國鋼鐵的生產(chǎn)總量不僅很高，而且一直保持著較高的增長率。據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，1998—2014年，中國生鐵和粗鋼的平均年增長率達(dá)到12.5%[1]。2016年，中國的生鐵和粗鋼總產(chǎn)量分別達(dá)到7.0億t和8.1億t，約占全世界鋼鐵總產(chǎn)量的50%，與2000年全國生鐵和粗鋼總產(chǎn)量相比分別增長了4倍和5倍以上[2]。我國國內(nèi)的粗鋼和鋼材的消費量也保持較高的增長率，2009年粗鋼的需求量超過當(dāng)年產(chǎn)量，消費增長率達(dá)到25%。但在2009年以后，國內(nèi)鋼鐵消費的增長率逐漸下降，到2015年鋼鐵產(chǎn)品的需求量出現(xiàn)負(fù)增長，產(chǎn)能過剩的問題日益嚴(yán)重，鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展面臨前所未有的挑戰(zhàn)。在2013—2015年，我國的鋼材總出口量分別約為0.6億t、0.9億t和1.1億t，增幅分別為12%、51%、和20%，這在一定程度上緩解了產(chǎn)能過剩的窘境。在2015年出口的1.1億t鋼材中，25%面向東南亞國家出口，出口的過于集中也是之后導(dǎo)致我國鋼材產(chǎn)能過剩的一大原因[3]。

鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平一直被視為是衡量國家經(jīng)濟(jì)實力和綜合國力的重要指標(biāo)。長期以來，我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)一直是資源和能源密集型且效率較低的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模大、生產(chǎn)工藝流程長，從鐵礦石的開采到最終的產(chǎn)品加工成型，需要消耗大量的能源與資源。根據(jù)中國能源統(tǒng)計年鑒，2000—2013年，我國的黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)是所有統(tǒng)計行業(yè)中能源消耗最高的行業(yè)，占能源消耗總量的14%至20%[1]。2012年，我國鋼鐵行業(yè)的能源消耗量占全國能源總消耗量的14%，其中包括8%的煤炭、86%的焦炭和10%的電力。可見我國鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)加工中消耗最多的能源是煤炭和焦炭，且占到很大的比例[2]。同樣地，在2013年我國黑色金屬及壓延加工業(yè)所消耗的能源中，煤炭和焦炭的消耗占比依然最高為73%，與我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)能源消耗現(xiàn)狀相反，美國的鋼鐵行業(yè)煤炭和焦炭消耗占比僅為47%，遠(yuǎn)低于同年中國的73%[1]。中國鋼鐵行業(yè)以煤炭和焦炭為主的能源消耗結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致了大量的溫室氣體二氧化碳（CO2）的排放。據(jù)相關(guān)研究估計，鋼鐵行業(yè)的碳排放量占中國總碳排放量的10%～20%，僅次于電力行業(yè)和建筑材料行業(yè)，同時也帶來嚴(yán)重的大氣污染問題[4]。

2 鋼鐵行業(yè)大氣污染

鋼鐵行業(yè)不僅排放大量溫室氣體CO2，增加了全球變暖的風(fēng)險，還是大氣污染物的重要源頭。鋼鐵行業(yè)的主要生產(chǎn)過程如燒結(jié)球團(tuán)、煉鐵煉鋼等中排放的大氣污染類種類繁多、成分復(fù)雜，且排放量大，是造成區(qū)域性大氣污染問題的重要原因。污染物主要包括細(xì)顆粒物（PM2.5）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）和二噁英等。

PM2.5是鋼鐵廠排出廢氣煙塵中的重要組成部分，且相較于粗顆粒物，PM2.5對人體健康的危害更大，且有研究對國內(nèi)某鋼鐵企業(yè)典型工藝排入大氣的PM10（大氣中直徑小于或等于10μm的顆粒物）中成分分析發(fā)現(xiàn)80%以上為PM2.5[5]。有研究以我國某長流程的大型鋼鐵企業(yè)的廢氣污染物排放為例，分析污染物粉塵的排放特性，發(fā)現(xiàn)19.5%排放的粉塵來自原料系統(tǒng)、62.3%來自煉鐵系統(tǒng)包括焦化、燒結(jié)、球團(tuán)和煉鐵工藝，13.5%來自煉鋼系統(tǒng)[6]。

作為我國SO2排放的行業(yè)大戶，鋼鐵行業(yè)在2012年的SO2排放量約占全國總排放量的11%。其中，河北、山西、遼寧、山東和四川的鋼鐵行業(yè)SO2排放量居全國前五位，這五省鋼鐵行業(yè)SO2排放量約占全國的45%[7]。有研究以我國某長流程的大型鋼鐵企業(yè)的廢氣污染物排放為例，分析污染物SO2的排放特性，發(fā)現(xiàn)34.1%的SO2排放來源于球團(tuán)工藝，25.1%來源于燒結(jié)工藝，球團(tuán)和燒結(jié)工藝是鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生SO2排放的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)[6]。

根據(jù)2007年第一次全國污染源普查，鋼鐵行業(yè)的氮氧化物排放量超過81萬t，約占全國總排放量的4.5%，是僅次于火力發(fā)電行業(yè)、機(jī)動車行業(yè)、水泥工業(yè)的第四大氮氧化物排放源。有研究表明，鋼鐵生產(chǎn)工藝中的燒結(jié)（球團(tuán)）工序排放的氮氧化物量約占該鋼鐵企業(yè)主工序排放量的50%[8]。此外，焦化、煉鐵和煉鋼工藝中也會造成氮氧化物排放，其中焦化過程中氮氧化物多為無組織排放，較難分析其排放濃度以及進(jìn)行相應(yīng)的治理；煉鐵工藝中的主要的氮氧化物排放源為熱風(fēng)爐，爐內(nèi)高溫是造成氮氧化物排放的主要原因；煉鋼工藝中的氮氧化物排放量較低[9]。

2004年，根據(jù)中科院生態(tài)環(huán)境研究中心編制的二噁英排放清單，我國的二噁英排放總量為10.2kg，而鋼鐵行業(yè)（不含焦化）的二噁英排放量為2.6kg，占總排放量的25%以上。可見，鋼鐵行業(yè)是二噁英排放的重點行業(yè)，也是重點防控行業(yè)。研究表明，鋼鐵行業(yè)中產(chǎn)生的二噁英主要通過廢氣途徑排放入環(huán)境中，且通過計算二噁英排放狀況比例可知，燒結(jié)和電爐工序所產(chǎn)生的二噁英的量最大，占總量的98%以上。

3 鋼鐵行業(yè)大氣污染治理措施

近年來日益嚴(yán)重的大氣環(huán)境問題也引起了我國政府的關(guān)注，出臺了一系列嚴(yán)格的政策法規(guī)，其中有大量的法律條例對我國鋼鐵行業(yè)的排放控制做出了相關(guān)規(guī)定。在排污控制投資方面，2012年全國部署了超過2.5萬臺（套）工業(yè)排污設(shè)施，運行成本達(dá)到1452.3億元，占污染控制設(shè)施總運行成本的55.4%，與2005年相比排放控制設(shè)施的運行成本增加了4倍多。脫硫、脫硝設(shè)施的運行成本分別為540.4億元和66.0億元，分別占排放控制設(shè)施運行成本的37.2%和4.5%。“十一五”期間（2006—2010年），我國重點鋼鐵企業(yè)在環(huán)境保護(hù)上的投資為467.6億元，僅為國內(nèi)生產(chǎn)總值的3。與其他國家相比，我國的鋼鐵行業(yè)每噸鋼材料的環(huán)保投資僅為25元，遠(yuǎn)低于韓國、日本某些鋼鐵行業(yè)對每噸鋼環(huán)保投資的70元。另外，盡管2001—2011年，我國重點鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)每噸鋼的SO2排放量顯著下降，從4.46kg降低至1.53kg，生產(chǎn)每噸鋼的燃?xì)夥蹓m排放量也從4.59kg降低至1.1kg，但與發(fā)達(dá)國家相比，我國鋼鐵行業(yè)對于大氣污染物的排放控制尚存在較大差距。如2009年，日本制鐵集團(tuán)公司生產(chǎn)每噸鋼的SO2排放量僅為0.44kg，德國蒂森克虜伯公司生產(chǎn)每噸鋼鐵的燃?xì)夥蹓m排放量僅為0.42kg[10]。可見，與世界先進(jìn)的鋼鐵行業(yè)相比，我國的鋼鐵行業(yè)在環(huán)保投資上依然存在不足，以及在污染物排放治理方面也仍有較大的技術(shù)改進(jìn)空間。

4 結(jié)束語

鋼鐵行業(yè)作為國家經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，創(chuàng)新、綠色、可持續(xù)的發(fā)展對于我們國家的繁榮富強(qiáng)，人民生活質(zhì)量的提高至關(guān)重要。因此，在我國全面深化改革、污染防治攻堅戰(zhàn)大力開展之際，鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)能落后、污染排放嚴(yán)重的現(xiàn)狀亟需扭轉(zhuǎn)。應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新，在源頭處降低能源消耗以及降低污染物排放，同時應(yīng)完善相關(guān)的環(huán)境法規(guī)和加強(qiáng)對鋼鐵企業(yè)的監(jiān)管等。