“雙碳”背景下四川短流程煉鋼綠色發(fā)展路徑

高 暢 房景燕 李宗鵬 馬麗莉

（四川省工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)研究院 四川成都 610000）

引言

2020 年9 月22 日，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布，中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。黨的二十大報(bào)告明確提出，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，是著力解決資源環(huán)境約束突出問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的必然選擇。如今，低碳發(fā)展成為中國(guó)式現(xiàn)代化的新標(biāo)志，碳排放總量也成為人類(lèi)文明進(jìn)步的最重要約束變量。

鋼鐵行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)行業(yè)，也是制造門(mén)類(lèi)中碳排放量最大的行業(yè)，占全國(guó)碳排放總量的15%左右，占全球鋼鐵碳排放總量的60%以上[1]。因此，鋼鐵行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展是國(guó)家實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐。

鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)流程主要有2 種，一種是以原礦為原料，通過(guò)“高爐-轉(zhuǎn)爐”工藝的長(zhǎng)流程煉鋼。目前，我國(guó)長(zhǎng)流程煉鋼占比約90%[2]，噸鋼二氧化碳排放量約2t，噸鋼能耗約600kgce[3]。另一種是以廢鋼為原料，通過(guò)電爐冶煉的短流程煉鋼。目前我國(guó)全廢鋼短流程工藝噸鋼二氧化碳排放量約0.5t，噸鋼能耗約350kgce[3]。相比長(zhǎng)流程煉鋼，短流程工藝明顯具有低能耗、低碳排放的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)廢氣、廢水、廢渣的排放也大大減少，具有綠色生產(chǎn)特征，因此推進(jìn)短流程煉鋼是實(shí)現(xiàn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳綠色轉(zhuǎn)型的必然要求。為助力四川省短流程煉鋼綠色低碳發(fā)展，本文在分析四川省短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從廢鋼原料保障、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、節(jié)能降碳升級(jí)、強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新等方面提出綠色發(fā)展路徑建議。

1 四川省短流程鋼鐵發(fā)展基礎(chǔ)

在我國(guó)短流程煉鋼比重遠(yuǎn)低于國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家水平的背景下[4]，四川省相比國(guó)內(nèi)其他省份具有明顯的短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。四川省一共有17家鋼鐵企業(yè)，產(chǎn)能規(guī)模約3200萬(wàn)t，短流程煉鋼企業(yè)以冶控集團(tuán)、攀長(zhǎng)特、罡宸不銹鋼、眉雅鋼鐵為代表，2022 年煉鋼規(guī)模達(dá)1300萬(wàn)t，電爐鋼占比約40%，居全國(guó)第一，成為全國(guó)短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)的重要集聚區(qū)。

1.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

1.1.1 深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革

“十三五”期間，四川省累計(jì)壓減粗鋼產(chǎn)能497萬(wàn)t、煉鐵產(chǎn)能227萬(wàn)t，全面完成既定目標(biāo)。同時(shí)，為深入落實(shí)碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略要求，提高產(chǎn)業(yè)集中度，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)四川省鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展，四川省按照“企業(yè)主體、市場(chǎng)化運(yùn)作、政府引導(dǎo)”的原則，推動(dòng)盛泉鋼鐵、達(dá)州航達(dá)、中川建材、鑫陽(yáng)鋼鐵、安山鋼鐵、成實(shí)鋼鐵、都鋼、長(zhǎng)峰鋼鐵8 家短流程煉鋼企業(yè)整合成立了四川冶控集團(tuán)公司，成為了國(guó)內(nèi)第一家千萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模短流程煉鋼集團(tuán)。

1.1.2 產(chǎn)業(yè)高端布局

除冶控集團(tuán)外，四川省還有以攀長(zhǎng)特為代表的國(guó)家特鋼短流程科研生產(chǎn)基地，和以罡宸公司為代表的短流程不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)。攀長(zhǎng)特主要研發(fā)生產(chǎn)特種合金、特種不銹鋼、鈦合金等高端產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于航空、航天、海裝、核電、交通、機(jī)械、石化等領(lǐng)域，已成為國(guó)家重點(diǎn)工程配套的核心供應(yīng)商。罡宸公司作為川渝唯一一家短流程不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)，在國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)、加快新型工業(yè)化、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的大背景下，支撐高端不銹鋼的巨大市場(chǎng)需求，助力成渝地區(qū)汽車(chē)制造、化工、IT 等新型產(chǎn)業(yè)園的建立。

1.2 低碳發(fā)展基礎(chǔ)

1.2.1 清潔能源保障

電力是電爐短流程煉鋼生產(chǎn)主要能源，豐富的水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能資源為四川省短流程煉鋼提供了充沛的清潔能源。四川省是全國(guó)最大的清潔能源基地，在水電、大功率風(fēng)電、光伏發(fā)電和燃?xì)獾惹鍧嵞茉搭I(lǐng)域，具備先進(jìn)的設(shè)計(jì)、裝備制造、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等全產(chǎn)業(yè)鏈打造能力。2022 年12 月，四川省已建水電裝機(jī)容量9748.5 萬(wàn)kW，保持全國(guó)第一。同時(shí)，依托“三州一市”（甘孜州、阿壩州、涼山州、攀枝花市）的豐富光伏資源和風(fēng)能資源，積極打造光伏發(fā)電基地和風(fēng)電基地，預(yù)計(jì)到2025 年，四川風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機(jī)容量將超過(guò)3200 萬(wàn)kW。

1.2.2 低碳政策支持

為深入貫徹落實(shí)國(guó)家鋼鐵產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、“雙碳”戰(zhàn)略決策，充分發(fā)揮四川省清潔能源優(yōu)勢(shì)、電爐煉鋼產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，四川省政府、省生態(tài)環(huán)境廳于2022 年12 月發(fā)布《開(kāi)展電爐短流程煉鋼高質(zhì)量發(fā)展引領(lǐng)工程的實(shí)施方案》，從產(chǎn)業(yè)布局、綠色發(fā)展、原料保障、科技創(chuàng)新等方面提出目標(biāo)和要求，先行先試開(kāi)展高質(zhì)量發(fā)展引領(lǐng)工程，積極發(fā)揮示范效應(yīng)，助力鋼鐵行業(yè)低碳高質(zhì)量發(fā)展，如期實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

1.3 存在問(wèn)題及挑戰(zhàn)

1.3.1 廢鋼資源保障不足，行業(yè)發(fā)展待進(jìn)一步規(guī)范

成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈的建設(shè)帶來(lái)豐富的廢鋼資源，但在廢鋼原料需求和供應(yīng)方面，目前四川省短流程煉鋼資源依舊偏緊，依然屬于廢鋼資源輸入型市場(chǎng)。據(jù)四川省鋼材流通協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，四川省約有2000余家廢鋼加工企業(yè)，主要分布在成都、德陽(yáng)、瀘州、綿陽(yáng)、宜賓、雅安等地區(qū)，以小型民營(yíng)企業(yè)和個(gè)體戶(hù)為主，存在著規(guī)模小、分部散、管理亂、技術(shù)水平滯后、設(shè)備陳舊、效率低下等諸多痛點(diǎn)。同時(shí)，也引起廢鋼質(zhì)量參差不齊、分揀技術(shù)及分類(lèi)不過(guò)關(guān)導(dǎo)致廢鋼規(guī)格雜亂的問(wèn)題，嚴(yán)重影響電爐鋼的品質(zhì)。

1.3.2 能源管理水平待增強(qiáng)，科技水平待提升

環(huán)保減污方面，鋼鐵超低排放改造已列入國(guó)家“十四五”102 項(xiàng)重大工程，也納入了污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)考核，但目前四川省的短流程煉鋼企業(yè)均未完成超低排放改造。能效水平方面，目前四川省僅有一半短流程煉鋼企業(yè)達(dá)到能效標(biāo)桿水平，清潔能源使用比例70%，節(jié)能降碳工藝技術(shù)推廣性不強(qiáng)，先進(jìn)高效設(shè)備普及度不高，能源管理水平有待增強(qiáng)。科技創(chuàng)新方面，目前四川省還沒(méi)有智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)，也未發(fā)布電爐短流程煉鋼技術(shù)專(zhuān)利，電爐煉鋼的裝備水平、工業(yè)技術(shù)還有較大提升空間。

1.3.3 產(chǎn)業(yè)布局分散，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一

從產(chǎn)業(yè)布局來(lái)看，目前四川省短流程煉鋼在成都、攀枝花、瀘州、德陽(yáng)、綿陽(yáng)、遂寧、樂(lè)山、達(dá)州、雅安、眉山等地均有生產(chǎn)基地，雖然先行推動(dòng)8 家短流程煉鋼企業(yè)整合成立冶控集團(tuán)，但集團(tuán)對(duì)子公司間沒(méi)有交叉股權(quán)，四川省的短流程煉鋼企業(yè)仍存在分散分布的問(wèn)題。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，廢鋼企業(yè)在除銹、去雜、分選、精選等工藝的欠缺，導(dǎo)致入爐廢鋼質(zhì)量較低、規(guī)格雜亂，加上電爐煉鋼發(fā)展水平較為滯后，銅、鎳、鉛、鋅等有害元素?zé)o法通過(guò)吹氧進(jìn)行去除，無(wú)法滿(mǎn)足高附加值、高潔凈度的高端產(chǎn)品需求，產(chǎn)品以釩鈦高強(qiáng)度建筑鋼材為主，產(chǎn)品種類(lèi)單一、競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。

2 綠色發(fā)展路徑

2.1 提升廢鋼加工能力，規(guī)范廢鋼企業(yè)管理

廢鋼是實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)“雙碳”目標(biāo)的重要戰(zhàn)略資源，目前四川省已形成了1100萬(wàn)t 廢鋼加工能力。為進(jìn)一步滿(mǎn)足四川省短流程煉鋼原料供應(yīng)，一是依托成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)，加強(qiáng)與重慶、西南地區(qū)廢鋼資源合作，通過(guò)廢鋼的廣泛收購(gòu)，為四川省短流程煉鋼企業(yè)提供原料保障；二是積極推進(jìn)廢鋼回收加工配送中心建設(shè)，鼓勵(lì)汽車(chē)拆解中心與短流程煉鋼企業(yè)建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的供應(yīng)合作關(guān)系，培養(yǎng)一批滿(mǎn)足廢鋼加工行業(yè)準(zhǔn)入條件要求的優(yōu)質(zhì)企業(yè)。

持續(xù)推動(dòng)廢鋼產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展，要求新入廢鋼加工企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行《廢鋼鐵加工行業(yè)準(zhǔn)入條件》，鼓勵(lì)建設(shè)信息化管理系統(tǒng)，對(duì)廢鋼鐵的回收、加工、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程實(shí)現(xiàn)智慧化、數(shù)字化、智能化管理。探索區(qū)塊鏈的先進(jìn)模式，推動(dòng)廢鋼資源向滿(mǎn)足準(zhǔn)入條件的企業(yè)聚集，通過(guò)剪切、破碎、分選等工藝規(guī)范加工后進(jìn)入下游短流程煉鋼生產(chǎn)。加快已建廢鋼企業(yè)智慧化、高端化、綠色化工藝設(shè)備升級(jí)改造，鼓勵(lì)研發(fā)廢鋼智能判級(jí)系統(tǒng)，智能識(shí)別出不滿(mǎn)足條件的廢鋼、雜質(zhì)、異物等，并對(duì)易燃易爆物品、密閉容器、半密閉容器、有毒有害物品等危險(xiǎn)物品做出預(yù)警。推進(jìn)破碎機(jī)、剪切機(jī)等重點(diǎn)用能設(shè)備升級(jí)改造，選用先進(jìn)高效的節(jié)能電機(jī)，合理配置電機(jī)功率，減少能源浪費(fèi)。

2.2 先進(jìn)示范工程引領(lǐng)，產(chǎn)業(yè)集約高端發(fā)展

2.2.1 推動(dòng)短流程煉鋼產(chǎn)品高端升級(jí)

圍繞下游傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過(guò)原料質(zhì)控，工藝設(shè)備升級(jí)和數(shù)字化、智能化水平提升，立足攀長(zhǎng)特和罡宸不銹鋼產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，加大力度研發(fā)生產(chǎn)優(yōu)鋼、特鋼和高端不銹鋼產(chǎn)品，重點(diǎn)發(fā)展高端建筑用鋼、高端汽車(chē)及裝備制造業(yè)特鋼、高端航空航天航海領(lǐng)域材料、核電用鋼、先進(jìn)軌道交通用鋼、精品不銹鋼，不斷提高高端產(chǎn)品供給率。

2.2.2 推進(jìn)短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)集約化發(fā)展

嚴(yán)格執(zhí)行產(chǎn)能置換政策，通過(guò)兼并重組、改造提升，進(jìn)一步優(yōu)化整合成都、瀘州、德陽(yáng)、綿陽(yáng)、遂寧、達(dá)州、雅安、攀枝花、樂(lè)山、眉山地區(qū)的短流程煉鋼生產(chǎn)基地，推進(jìn)基地間協(xié)同制造，加快綠色化、智能化、循環(huán)化轉(zhuǎn)型，形成網(wǎng)絡(luò)化、分布式布局，建設(shè)技術(shù)水平先進(jìn)、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)集群。

2.2.3 積極打造上下游產(chǎn)業(yè)合作鏈

圍繞現(xiàn)有短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)，支持搭建供需平臺(tái)，合理布局上游廢鋼回收加工、原輔料（石灰、鐵合金等）生產(chǎn)、關(guān)鍵設(shè)備材料（石墨電極、耐火材料等）制造，下游鋼材深加工、資源綜合利用企業(yè)，實(shí)現(xiàn)上中下游全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同共生、耦合發(fā)展。推動(dòng)短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)與廢鋼資源循環(huán)利用體系融合發(fā)展，構(gòu)建清潔、高效、綠色、循環(huán)的低碳煉鋼生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。

2.2.4 培育打造短流程煉鋼高質(zhì)量發(fā)展引領(lǐng)工程

加大短流程煉鋼行業(yè)龍頭企業(yè)培育力度，立足產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和上下游供需結(jié)構(gòu)，激發(fā)企業(yè)自主創(chuàng)新動(dòng)力，推動(dòng)有實(shí)力的大型企業(yè)實(shí)施并購(gòu)重組，培育一批創(chuàng)新型中小企業(yè)、專(zhuān)精特新“小巨人”，推動(dòng)冶控集團(tuán)等有實(shí)力的企業(yè)創(chuàng)建國(guó)際化大企業(yè)、大集團(tuán)，龍頭引領(lǐng)帶動(dòng)全行業(yè)低碳高質(zhì)量發(fā)展。

2.3 持續(xù)推進(jìn)節(jié)能降碳，全面實(shí)施清潔生產(chǎn)

以節(jié)能降碳和智能化升級(jí)為抓手，從提升清潔能源利用水平、工藝設(shè)備提檔升級(jí)、完善能源管理等方面，對(duì)四川省短流程煉鋼深入實(shí)施綠色低碳升級(jí)改造。充分利用“三州一市”風(fēng)能、太陽(yáng)能等資源優(yōu)勢(shì)，鼓勵(lì)有條件的短流程煉鋼企業(yè)發(fā)展分布式光伏，推進(jìn)電爐煙氣余熱利用，實(shí)現(xiàn)多能高效互補(bǔ)利用。加快推廣普及廢鋼分選處理、連續(xù)加料預(yù)熱、電極自動(dòng)調(diào)節(jié)、多功能氧燃燒嘴和復(fù)合噴碳穩(wěn)定造泡沫渣、平熔池和長(zhǎng)壽爐齡、底吹技術(shù)等電爐高效化生產(chǎn)技術(shù)，爐殼保溫節(jié)能、低熱值廢水余熱利用、含鋅除塵灰提取高品質(zhì)附加物、爐渣改質(zhì)利用等綠色低碳工藝，廢鋼和爐料配料、電極智能調(diào)節(jié)、多功能機(jī)器人、熔池溫度連續(xù)測(cè)量、泡沫渣檢測(cè)和液面監(jiān)測(cè)控制、爐氣在線(xiàn)分析、終點(diǎn)控制、一鍵式電爐煉鋼等智能控制技術(shù)[5]。選用節(jié)能高效設(shè)備，持續(xù)推動(dòng)變壓器、風(fēng)機(jī)、泵、空壓機(jī)、電機(jī)等重點(diǎn)用能設(shè)備升級(jí)改造，鼓勵(lì)節(jié)能技術(shù)裝備創(chuàng)新和數(shù)字化升級(jí)，淘汰低能效生產(chǎn)設(shè)備。推動(dòng)企業(yè)建立健全能源管理體系，采用合同能源管理、能源托管等模式實(shí)施改造，打造“節(jié)能降碳標(biāo)桿企業(yè)”。

強(qiáng)化源頭減量、過(guò)程控制和末端高效治理相結(jié)合的系統(tǒng)減污理念，致力于生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)短流程煉鋼企業(yè)廠(chǎng)房集約化、原料無(wú)害化、生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化，積極推行清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)。深度落實(shí)《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見(jiàn)》（環(huán)大氣[2019]35 號(hào)）文件要求，從有組織排放、無(wú)組織排放和大宗物料產(chǎn)品清潔運(yùn)輸3 方面，選用減污降碳協(xié)同治理環(huán)保設(shè)備，加強(qiáng)企業(yè)污染排放監(jiān)測(cè)監(jiān)控工作，推進(jìn)四川省短流程煉鋼企業(yè)全面達(dá)標(biāo)排放。

2.4 強(qiáng)化創(chuàng)新能力建設(shè)，加強(qiáng)制度設(shè)計(jì)支撐

構(gòu)建“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新體系，建設(shè)一批短流程煉鋼制造業(yè)創(chuàng)新中心，突破一批電爐短流程煉鋼智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)，加快新技術(shù)、新工藝、新裝備應(yīng)用，重點(diǎn)發(fā)展擁有核心技術(shù)的新型電爐裝備。堅(jiān)持以數(shù)字化變革催生發(fā)展新動(dòng)能，以“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”推動(dòng)短流程煉鋼裝備聯(lián)網(wǎng)、關(guān)鍵工序數(shù)控化，建設(shè)自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)化管理系統(tǒng)，提高對(duì)原料和成品的自動(dòng)化管理及控制，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的溫度、壓力、流量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)化、生產(chǎn)效率提升。

優(yōu)化電爐短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，完善支持全廢鋼電爐短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施，從強(qiáng)化原料供給、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、減污降碳協(xié)同等方面，積極推動(dòng)四川省短流程煉鋼行業(yè)的綠色高質(zhì)量發(fā)展。探索建立適合四川省短流程煉鋼行業(yè)的綠色低碳標(biāo)準(zhǔn)及績(jī)效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，鼓勵(lì)重點(diǎn)企業(yè)積極參與工業(yè)綠色低碳發(fā)展行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，夯實(shí)鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)體系基礎(chǔ)。加強(qiáng)企業(yè)社會(huì)責(zé)任建設(shè)，鼓勵(lì)企業(yè)披露資源能源消耗、碳排放、清潔生產(chǎn)審核、污染防治等信息。

結(jié)語(yǔ)

短流程煉鋼綠色低碳發(fā)展對(duì)于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。盡管四川省擁有短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)、清潔能源優(yōu)勢(shì)和低碳政策支持優(yōu)勢(shì)，但仍存在廢鋼資源保障不足、廢鋼行業(yè)不規(guī)范、綠色低碳發(fā)展空間大、科技創(chuàng)新能力不足、產(chǎn)業(yè)布局分散、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一等一系列問(wèn)題。本文從廢鋼資源保障、產(chǎn)業(yè)集約高端發(fā)展、節(jié)能降碳升級(jí)、環(huán)保減污改造、創(chuàng)新能力建設(shè)、頂層設(shè)計(jì)支撐等方面，提出了四川省短流程煉鋼綠色發(fā)展路徑建議，助力四川省打造成為世界領(lǐng)先的電爐短流程鋼鐵基地。