中国钢铁行业对大气污染的贡献及减排措施分析

王华锋

（江苏长强钢铁有限公司，江苏 靖江 214500）

钢铁行业在我国的比重较大，属于重污染和高能耗行业。相关的调查数据显示，钢铁行业二氧化碳、二氧化硫和一次PM2.5的年排放量约占到我国总排放量的15-20%、10%和5%。京津冀地区的钢铁企业较多，是我国主要的钢铁产能基地，产能占到了全国的30%左右。因此，对钢铁行业的污染进行有效防控对于华北地区的CO2减排和雾霾治理都有重要的意义。本文将对我国钢铁行业对大气污染的贡献以及相应的减排措施进行分析，希望对大气污染防控带来帮助。

一、中国钢铁行业对大气污染的贡献

（一）钢铁行业CO2排放贡献

自2000年以来，我国粗钢产量快速上升，钢铁行业引起的C02排放逐年升高。我国粗钢产量37456万吨，同比增长15.8%。中国4月份钢材产量12128万吨，同比增长12.5%。钢铁行业CO2排放量达到了1884.4百万吨，吨钢CO2排放量为2.03吨。与2000年对比，虽然粗钢产量增长了622.4%，但是钢铁行业的CO2排放量仅增长382.7%，吨钢CO2排放量下降了33.2%，这充分说明了我国钢铁行业节能减排取得了不错的效果。但是，我国钢铁行业CO2总排放量占比仍在升高，2020年达到了18.72%，这说明钢铁行业CO2排放量仍较大。

（二）钢铁行业SO2排放贡献

根据相关机构的预测，到2025年的“超低排放”相关任务完成之后，将会使钢铁行业二氧化硫排放量减少61%。2017年钢铁行业二氧化硫的排放量为106万吨，占到了全国总排放量的7%左右，随着环境治理的不断加快，尤其是燃煤电厂采用了超低排放以来，火电行业的二氧化硫排放量已经显著减少，而钢铁行业的二氧化硫排放量居高不下，成为工业中最大的污染物排放来源。与日本、德国等发达国家相比，我国钢铁污染控制水平和环保治理水平仍有很大的差距，作为超过全球钢铁产量1/2的国家，亟需实现钢铁行业排放的大幅消减。

（三）钢铁行业颗粒物排放贡献

钢铁行业也是产生颗粒物排放的主要行业，2018年钢铁行业颗粒物排放总量占到主要污染物排放总量的20%左右。同时钢铁行业也是货物运输量最大的行业之一，相关的统计数据显示，我国钢铁货运量每年在40亿吨以上，约占到全国货运总量的1/10左右。国外的钢铁货运主要依靠铁路和水路，我国则主要依靠陆运，在运输中产生的氮氧化物、颗粒物排放会非常突出。调查发现，我国钢铁产能前20的城市空气质量都不达标，平均PM2.5浓度要比全国平均浓度高28%。

二、中国钢铁行业减排措施分析

（一）国家超低排放政策引导

2019年生态环保部等5部委联合发布了《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，对钢铁企业提出了全方位、全系统的污染治理要求。截至2020年底，我国共有229家钢铁企业、6.2亿吨左右的粗钢产能已经完成或正在实施了超低排放改造，如果这项政策能够持续进行，那么预测2025年钢铁行业二氧化硫排放量将削减61%，氮氧化物将减少59%，颗粒物排放量将减少81%。此外，针对钢铁运输行业所产生的大气污染，国家也在致力于开发清洁运输，比如北起首钢迁安矿区，南接曹妃甸港全长131公里的水曹铁路在2020年11月份建成通车，在唐山市“公转铁”和打赢蓝天保卫战中发挥着极其重要的作用。近些年来，钢铁行业在节能减排上确实下了很大的功夫，碳排放量逐年下降，但是钢铁行业体量大、工艺流程复杂，碳排放量控制压力仍十分巨大，需要紧跟国家节能降耗的要求和政策，研究钢铁生产新工艺，增加环保设备和工艺投入，最终达到节能减排的要求。

（二）加强环保技术开发

根据钢铁行业超低排放意见的要求，主要污染源颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度每小时均值不应高于10、50、200毫克/立方米。达到超低排放的钢铁企业每月要保证95%以上时段小时均排放浓度满足上述要求。在烟气的入口端，很多企业开始采用烟气循环技术，改善了入口烟气的指标，入口氮氧化物指标已经降低到了200mg/m3以下，这就为末端治理减轻了负担。在末端治理上，钢铁企业也要与环保企业合作开发一些新型的污染防控技术，比如脱硫（湿法、半干法）+SCR脱硝、氧化法（臭氧、氧化催化、FOSS）等来降低污染物对大气的污染。目前逆流活性炭脱硫脱硝一体化技术在很多钢铁厂使用，利用逆流活性炭，可以对多种污染物协同处理，而且脱硫产物可以进行资源化的利用，但是该种技术建设投资较大。

（三）加快淘汰钢铁落后产能

我国钢铁产量大，很多小型的钢铁企业环保治理力度差，产量低，因此加快淘汰钢铁落后产能企业也是减少钢铁行业大气污染的手段之一。加快推进我国钢铁企业的联合重组，将提高产业集中度作为节能减排的关键。在具体的措施中，各省市可以结合自己的具体情况，制定分地区、分年度淘汰钢铁落后产能的实施方案，按照品种和质量对产品进行整合，提高优质钢铁产品比重，同时集中优势资源，建设一些精品钢铁基地，提高钢铁产品的附加值。在治理过程中，要定期公布所淘汰的企业名单以及各地的执行情况，快速的削减存量，通过淘汰落后产能腾出一定的容量，提高准入门槛，控制钢铁增量，最终通过各方面的监管建成控制总量的污染排放控制体系。

（四）减少燃料消耗

钢铁行业大气污染贡献大的另外一个主要原因为燃料使用量大，导致烟气排放污染物超标。可以开发燃料燃烧新技术，从源头上减少燃料的消耗。比如可以开发蓄热式燃烧技术，对助燃空气和煤气提前加热，适当将温度提高500-1000℃左右，这样再进行燃烧时可以降低燃料使用率，达到工业炉所需的标准。利用该种技术可以使高炉煤气得到有效利用，同时烧重油的加热炉改为煤气后，也可以为企业带来直接的经济效益，烟气的物理热也会被直接利用。除此之外，高炉喷吹煤粉技术也是节能减排措施之一，已经成为高炉炼铁的主要方向，该种技术可代替焦炭，有效地减少炼焦过程对大气的污染，另外可缓解我国主煤焦的短缺，优化炼焦系统的能源结构。

（五）加强对二次能源的回收

钢铁行业中对二次能源进行回收利用也是减少大气污染的有效措施。可以采用干熄焦技术，利用冷的惰性气体，在干熄炉中与温度较高的焦炭进行换热，吸收了热量的惰性气体将热量传递给锅炉从而产生蒸汽，该种技术不仅环保，而且能够改善焦炭的质量。也可以采用高炉煤气余压透平发电技术，将高炉炉顶排出的高炉煤气压力能和热能转化为机械能，然后驱动发电机进行发电，该种技术可促进可燃煤气的综合利用，已经成为国家重点支持和发展的节能环保创新技术。除了上述技术外，转炉负能炼钢技术、烧结低温余热回收技术以及转炉余热蒸汽发电技术等也是较为理想的二次能源回收利用技术，钢铁行业要结合具体的情况选择使用，达到节能降耗的要求。

三、结束语

综上所述，我国钢铁企业对大气污染的贡献值较大，钢铁行业体量大、污染物排放难以控制是主要原因，同时运输过程也会产生大量颗粒物污染。受到传统污染防控理念的影响，当前的钢铁行业在污染物排放控制上存在的问题还是较多的，环保设备和工艺投入资金量大导致很多企业力不从心。下一步，在钢铁行业减排中，钢铁企业要结合《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》，积极的探索污染治理新技术和工艺，同时政府要加快淘汰一些钢铁落后产能，提高钢铁附加值，最终达到钢铁行业节能减排的要求。