钢铁二氧化碳减排情况与建议

□ 郝经伟赵 宏张 标闫永芳

钢铁二氧化碳减排情况与建议

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钢铁行业是能源消耗和二氧化碳排放大户，行业整体节能减排水平不高，随着我国发展低碳经济的步伐加快，钢铁行业二氧化碳减排的压力遽增，因此，在全行业推广和应用节能减排技术十分必要和紧迫。

钢铁；二氧化碳；节能减排

二氧化碳是典型的温室气体，也是导致地球气温升高最主要的温室气体。自工业革命开始，人类开始大量排放二氧化碳，大气温室效应增强，引起地球气温不断升高。近百年来，全球气温升高0.6℃，造成冰川消融、气象灾害和气候异常事件频发、海平面上升等严重问题，引起了全世界的关注。我国钢铁生产规模大，是二氧化碳排放的主要行业之一，节能减排总体水平与国际先进水平有较大差距，是我国碳减排的重点行业，是我国发展低碳经济的重要组成部分，二氧化碳减排压力巨大。

一、我国钢铁行业二氧化碳减排情况

节能降耗是降低二氧化碳排放最有效、最实用的技术手段。我国钢铁行业的能耗约占全国总能耗的14%，排放的二氧化碳总量占全国的10%以上。多年来，虽然我国钢铁行业节能降耗取得了较好的成绩，但行业平均吨钢能耗仍比国际先进水平高15%左右，吨钢二氧化碳排放量平均约2.1t，而先进水平国家仅为1.7t，只有宝钢等少数企业能在整体上达到国际先进水平，大部分企业还有较大差距。

二、钢铁生产二氧化碳减排存在的问题

1．工艺路线和用能结构的差异

我国钢铁生产以高炉-转炉的长流程结构为主，粗钢产能约占全国总产能的85%，而发达国家为45%～65%。长流程生产工艺的能耗高，约是废钢-电炉短流程生产工艺的2倍，二氧化碳排放量大。此外，我国钢铁生产以煤炭为主要能源，约占总能源的90%，生产使用的煤炭品质不高，能源利用效率低，导致二氧化碳排放量大。

2．入炉铁矿品位低

我国铁矿品位低，受生产成本、铁矿资源供应等方面影响，高炉入炉铁矿品位偏低，无效能源消耗增加，生产能耗高，致使单位产品二氧化碳排放量大。

3．中低水平装备产能大

在现有钢铁产能中，落后和一般水平装备所占比例约为1/3。与较先进装备相比，这些装备的能耗要高出15%左右，余能、余热、煤气回收要低30%以上，高能耗导致了二氧化碳的高排放。

4．中低档产品比例大

与高档产品相比，中低档钢材产品性能差，终端使用时，要达到同样的性能效果，使用量需增加，这样就会增加用户能耗。同时，中低档钢材使用寿命偏低，在相同的时期内，回收再生产的频次高，需额外消耗更多的能源。在我国现有的钢材产品中，中低档产品所占比重较大，导致行业平均单位产品能源消耗高、二氧化碳排放高。

5．能源回收水平不高

钢铁生产过程伴随大量的能源消耗和转化，余热、余能、蒸汽、煤气等大量产生。目前，国内大部分钢铁企业的二次能源回收系统不完善，能源损失严重，能耗量居高不下，二氧化碳排放量难以降低。

三、提升钢铁生产二氧化碳减排水平的建议

1．提高入炉铁矿品位

提高入炉铁矿品位是钢铁生产节能降耗的关键。原料品位的提高可有效降低入炉料中的杂质含量，减少炉渣产生量和能源消耗量，从源头上减少资源、能源消耗，实现二氧化碳减排。据统计，高炉入炉品位每提高1%，焦比下降2%，节能效果明显。我国自有铁矿资源品位低，应采取多种措施提高入炉品位，如适当增加高品位进口矿数量，提高铁矿入炉品位，等等。

2．采用大型现代化装备及先进的工艺技术

采用大型化、现代化技术设备和先进技术，淘汰落后装备，生产技术经济指标会得到很大改善，能有效提高能源利用率，降低资源能源消耗和二氧化碳产生量。成熟的节能技术及装备有：捣固焦炉炼焦，配置干熄焦装置，烧结采用铺底料及厚料层操作，高炉采用富氧和大喷煤等技术，连铸坯热装热送、选用高温蓄热加热炉，等等。

3．提高产品档次和质量

高档次钢材的生产能耗略高，但性能优、使用量少、寿命长，同时能减少下游产业生产和用户的消耗，在钢材全寿命周期的节能减排效果明显。如将汽车用钢全部换成高强度、高塑性、高韧性的第三代汽车用钢，除提高汽车安全性外，可减少汽车用钢量10%以上，降低汽车使用过程能耗及二氧化碳排放量。

4．充分利用二次能源

充分回收利用钢铁生产过程中产生的余热、余压、余能及工业废气，可减少煤炭等化石燃料的使用，提高能源利用效率，降低单位产能能耗水平，减少二氧化碳排放。目前，成熟的技术有：高炉TRT发电、烧结余热回收、干熄焦回收蒸汽发电、CCPP联合循环发电项目等。

5．使用清洁能源，研究低碳冶金新技术

核能、太阳能、风能、水能等清洁能源属非涉碳能源，钢铁生产过程使用这些能源替代涉碳能源可有效减少二氧化碳排放。研究低碳冶金新技术可减少能源消耗，减排二氧化碳，目前部分钢企正在研究实验一些理论可行的技术，如高炉煤气回输技术、高炉纯氧冶炼技术、二氧化碳捕集利用技术等。

四、结束语

钢铁生产过程中，实施二氧化碳减排最重要的措施是节能，优化流程、实现能源利用高效转换、回收能源再利用及能源流网络运行优化是重要的节能措施。目前，我国少数钢铁企业的节能减排水平已达到国际先进水平，但是行业整体节能减排水平不高。钢铁行业二氧化碳排放总量大，虽然我国还未强制钢铁行业减排二氧化碳，但随着我国碳减排的压力增大，在钢铁行业中推广应用节能减排技术十分必要和紧迫。

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（作者单位：1．中国国际工程咨询公司，北京100048；2．中国专利技术开发公司，北京100088）

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1002-1779 (2015) 06-0035-02