不锈钢建材的低碳发展

2022-06-04段竹林

山西冶金 2022年2期

段竹林

（山西太钢不锈钢股份有限公司冷轧厂，山西太原 030002）

近年来，随着全球能源领域专业报告的不断发布，越来越多的国内外专家学者得出统一的结论，人类是造成全球增温的主要原因，即人类需加强、加快和持续推进温室气体减排，尽快实现净零排放。为积极应对全球能源发展趋势，我国出台了相应顶层设计文件，制定了相关行动方案（见图1）。

图1 终端能源消费分布

不断出台的利好政策为我国建筑行业发展奠定了坚实的基础，市场化经济的不断发展也为不锈钢生产企业的竞争提供了更为公开、公平、公正的环境。作为最有减碳潜力之一的钢铁行业，不锈钢建材企业应将更多的关注点放在提升全工序、全流程、全环节的低碳技术创行方面，更好地推动工业的低碳发展。

不锈钢建材通常按照组织状态或成分来进行分类，其耐蚀性、耐热性、耐低温性和较好的加工性能使其得到了广泛的应用。但再其生产过程中，是仅次于电力生产的第二大碳排放行业，这就要求钢铁企业积极布局推进碳减排，一方面为企业下一年不锈钢建材生产指标的申请奠定一定基础，提高企业生产效益；另一方面也助力我国早日实现减碳目标，推动我国钢铁行业早日实现碳中和。

因此，本文对我国国内目前不锈钢建材生产现状及存在问题进行了浅要分析，探讨了不锈钢建材企业低碳发展的必要性，提出了“双碳”背景下相关企业低碳发展的路径，以期为未来不锈钢建材行业的低碳发展奠定一定理论基础。

1 不锈钢建材行业分析

1.1 现有发展及存在问题

随着我国经济的快速发展，我国建筑业也呈现了飞跃式发展的现状，相应也显著提升了钢铁行业的生产水平。与此同时，随着人们对于能源需求与终端能源消费总量越来越高，为工业领域的规模化发展奠定了坚实的基础，推动了钢铁企业经济效益的同时，也对环境带来了不利的影响。

现阶段，随着我国对于能源领域节能减排重视度的提高，我国钢铁生产企业对于废弃物排放、污染物治理、节能措施的应用等也在逐步改善。然而，由于我国对于相关技术的研究起步较晚，因此还存在很多亟待解决的问题。比如对于排放物进行检测的设备精度不足，这就导致无法及时掌握钢铁企业的污染物排放情况，容易造成无法满足国家新出台的污染物排放标准等问题，从而影响企业效益。与此同时，由于钢铁生产企业的员工通常节能意识薄弱，这就容易导致节能效率不高的问题，从而造成资源浪费。

1.2 不锈钢建材碳排放情况

图2 不锈钢建材生产流程

据全球权威行业报道，每吨不锈钢的碳排放约为2.23 t，而碳钢的碳排放则为1.85 t，但由于其优越的性能以及耐用性，从长远角度来看，与其他建材相比，不锈钢在全生命周期内其碳排放最小，因此不锈钢的应用更为广泛。

现阶段，我国经济结构与能源转型都处在关键时期，而我国作为工业大国，对于不锈钢建材的需求与消费始终位于世界前列。在一定程度上来说，尽快实现钢铁行业的减排，推广节能技术的应用是推动我国构建资源节约型社会的必经之路。

2 不锈钢建材低碳发展的必要性

2.1 不锈钢冷轧生产工艺流程

烧结、炼铁、炼钢、轧钢等每个工序的节能降耗对于不锈钢企业低碳发展都有着十分重要的意义。这就要求钢铁企业不断完善能源管理体系，推广节能降耗措施，减少吨钢耗新水量，提高资源利用水平。

针对不锈钢冷轧生产工艺，由于轧制工艺对于不锈钢全生命周期的生产都有着不容忽视的影响，因此，现阶段对高度成型、高性能设计、减排放工艺等方面的研究就显得尤为重要。冷轧以热轧产品为原料，通常包括酸洗、冷轧、工艺润滑、退火、平整、镀层、剪切和包装等流程。为了更好地实现低碳发展，首先钢铁企业需要引进的节能设备及先进技术，保证轧制厚度、宽度和钢板强度的同时，提高工作效率。同时，在生产过程中，由于需要消耗大量的水资源，这就要求钢铁企业抓紧节水技术升级优化，提高废水利用率。

2.2 不锈钢建材低碳发展必要性

全球气候增温现象的日益严重，逐渐成为了威胁人类生存的关键因素，这就要求全世界各个国家采取相关措施，将绿色低碳经济作为经济发展道路的必经之路，更好地应对气候挑战。而不锈钢建材生产作为高能耗行业，加强低碳经济的发展就成为了钢铁企业过程所需遵循的基本原则，其必要性主要包括以下四个方面。

2.2.1 应对宏观政策

毫无疑问的是，我国做出的碳达峰、碳中和承诺必定会对我国不锈钢建材的生产和消费产生显著的影响。而随着我国科技水平发展脚步的日益加快，具有节能技术的钢铁企业势必会得到更好的发展。因此，钢铁企业必须提前进行布局，优化能源结构，提高生产效率，推广节能技术的应用，使得不锈钢建材的生产成为绿色长效产品。

2.2.2 控制生产成本

不锈钢建材的生产通常投资金额较大，且钢铁价格与市场供求关系等外部环境因素紧密相关。随着我国能源双控政策的出台，相应的市场波动情况也会对生产效益带来一定影响。一般情况下，低碳生产线的前期投入费用会较高，其先进生产设备的投入、节能技术的应用等方面都会影响企业的选择，这在一定程度上也阻碍了低碳节能技术的推广。然而，与传统生产工艺相比，其在生产过程中所安置的循环装置以及可再生能源的利用都可大幅减少生产费用，其所带来的隐形收益更是一笔可观的收入。

2.2.3 实现节能降耗

不锈钢冷轧过程离不开大量水资源的供给，因此提高水资源利用效率是推动企业低碳发展的重要手段。这就要求钢铁企业做好如下两方面工作：一是可以通过在静循环补水过程加入部分回用水，以此提高水资源利用效率；二是可以通过在轧钢现场悬挂试片点的方式，对回用水水质进行动态监管，更好地帮助钢铁企业实现节能降耗。

2.2.4 推动企业发展

现阶段，我国对于高能耗行业的双控政策很大程度上影响了钢铁企业的发展。我国不锈钢生产和消费水平却一直处于世界领先地位，因此，钢铁企业想要实现可持续发展，就必须竭尽所能实现不锈钢建材生产的低碳发展，降低能耗水平，对传统工艺进行升级优化，对生产模式进行节能完善，实现企业生产、环境友好的协同发展。

3 不锈钢建材低碳发展路径分析

中国是全球不锈钢建材生产和消费的中心，其生产工艺也处于国际领先地位。面对我国的碳中和目标，积极有效地进行生产工艺优化与生产模式的调整是钢铁行业的必经之路。

3.1 科学把握生产方式

我国对于不锈钢建材的需求量处于全球领先地位，然而随着资源开采的不断增加，我国镍、铬等资源储备正在随之减少，这在一定程度上也增加了钢铁企业的生产成本。这就要求钢铁企业及时建立储备机制，拓展合金矿的来源，以进口等方式推动钢铁企业的发展。同时，钢铁企业还应结合自身实际发展情况，主动调整能源消费结构，因地制宜的进行差异化发展，提升自身综合实力的同时，发展低碳节能技术，从而更好地推动我国能源生产结构的调整。

3.2 优化绿色用能结构

对于钢铁企业来说，不合理的生产布局将产生大量的碳排放且无法为企业带来有效收益。因此，钢铁企业应科学分析不锈钢建材的全生命周期生产流程，利用信息化技术，对其生产情况以及消耗情况进行合理分析，科学的制定生产目标；与此同时，随着我国科技的发展以及对高耗能行业的高度关注，钢铁企业要紧跟世界先进技术的脚步，结合自身情况，配套相关节能设备，在各个生产环节应用先进技术，寻找新的经济增长点，在不锈钢建材生产市场中占据有利地位的同时，助力钢铁行业的进一步发展。

3.3 提升节能技术

针对节能技术改造，对于钢铁企业来说主要包括三个方面：一是通过技术改进升级，提高不锈钢建材生产效率，降低碳排放；二是通过完善老旧生产设备，提升效率，达到节能的目的；三是通过合理的进行资源循环利用，提高能源利用效率，达到可持续发展的效果。

首先要对其生产原料进行科学筛选，以便更好地对其进行资源回收；其次要优化生产流程，积极应用节能低碳技术，提高余热利用水平以及生产智能化水平；同时还要积极研发新的节能生产技术，突破现阶段的技术瓶颈，推动CCUS 等相关技术的应用；最后针对钢铁企业，要及时做好资源整合，推动产业化、集群化发展，提高资源循环利用的效率，为循环经济产业链的构建奠定坚实的基础。

3.4 完善管理机制

随着我国科技的发展，仅仅依靠传统的劳动力来进行不锈钢建材的生产、运行与监测已经无法满足能源企业与时俱进的时代要求。这就要求钢铁生产企业加大对于节能环保体制机制完善的重视程度，在不锈钢建材生产、污染物排放等环节加强管理，提高企业生产效益的同时，推动节能环保技术的应用；与此同时，合理利用智能化设备，提高管理水平与效率，及时发现钢铁企业各生产环节的不合理措施，并进行及时有效地修改；此外，针对老旧设备，要加强维护工作的进行，并定期进行节能效率地检测，适时进行更新换代。