钢铁工业与“低碳经济”

□兰格钢铁信息研究中心张琳
    在我国，钢铁工业作为工业体系最重要的基础和战略性产业，在相当长的一段时期内仍将持续发展，从而有力推动国民经济建设的进程。2008年中国连续13年位居世界粗钢产量第一，遥遥领先钢产量前十国。
    钢铁冶金的历史就是冶金工艺不断技术创新的历史，氧气转炉炼钢和连续铸钢在第一次快速发展时期扮演了决定性的角色。20世纪70～80年代，钢铁企业投入巨大精力进行技术创新从而渡过了能源危机。可以说，技术进步始终是钢铁工业发展的推动力。但是，铁矿资源、水资源、能源的严重短缺和环境负荷的不断加重一直是限制钢铁工业发展的关键因素。回头看看发达国家钢铁业发展的历史，也就是我国钢铁业正在走或者未来将要走的道路。
    发达国家钢铁工业发展三个阶段：
    1.经济优先观念——大量生产，大量消费，大量废弃。
    2.经济与环境兼顾——由 “被动治污”转变为 “主动治污”。
    3.生态循环型社会——最佳生产，最佳消费，最少废弃。
    很显然，最近我国再次把钢铁工业的第三个阶段——“生态循环型社会”突出强调。不止我国，2009年2月美国通过总额达7870亿美元的刺激经济方案，新能源是主要投资领域，并作为振兴美国经济的战略重点；2009年6月欧盟委员会发布2009～2013年 “环保型经济”的中期发展规划，将筹集1050亿欧元，创建具有国际水平和全球竞争力的 “绿色产业”。可以看出，全球都进入了 “低碳经济”时代。同时， “低碳经济”也将成为引领经济复苏的重要增长点。
    在2000~2008年的全球二氧化碳排放量中，有2/3来自中国
    荷兰研究机构 “荷兰环境评估局”称，2006年中国的二氧化碳排放量超过美国位居世界第一；2007年两国间的差距进一步扩大，2007年中国的二氧化碳排放量约占世界总体的1/4，加上排放量第二的美国，共占了全球二氧化碳总排放量的46%。2000~2008年，在全球二氧化碳排放量中有2/3来自中国。从全球统计数据来看，钢铁工业排放的二氧化碳占人类总排放的5%，而在中国要占到近12%。因此，对于中国发展 “低碳经济”更显迫切。中国的二氧化碳排放量峰值何时来到？2030年左右见顶？2050年开始下降？众说不一。
    “低碳经济”正在成为焦点
    “低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业、工业文明之后的又一次重大进步。 “低碳经济”是一种正在兴起的经济形态和发展模式，包含低碳产业、低碳技术、低碳城市、低碳生活等一系列新内容。于是， “低碳经济”成为在12月4日召开的中央经济工作会议的热门话题，中国经济能否走上一条低碳的转型之路也是2010年经济关注焦点之一，淘汰 “高碳”产能也成为我国钢铁工业下一步的工作重心。
    国外钢铁循环经济实践
    日本：日本政府积极推行有利于循环经济的立法；充分利用企业内部的 “三废”；向焦煤中掺用废塑料1%~2%后炼焦，能量利用率达到94%，用废轮胎代煤，除利用橡胶外，10%的子午线钢丝也被作为铁源有效利用。
    德国：德国是发展循环经济的先驱国家。早在1972年，德国就制定了废弃物处理法；回收利用副产品，如炉渣、泥浆、粉尘，德国有一个炉渣研究所，一直在进行扩大炉渣使用范围的研究；德国政府不允许冶金企业向外排放污水，虽然环保投资增加钢材生产成本，但环保仍势在必行。
    挖掘潜能，创建具有国际水平和全球竞争力的 “绿色钢铁产业”
    2008年，全国重点钢铁企业吨钢综合能耗为629.93kgce/t，比上年度上升0.3％，这是进入21世纪以来8年所没有发生过的现象。用科学发展观来分析能耗上升的原因，钢铁生产所有先进的能耗指标均需要有一定技术条件来支撑。
    1.以煤为主的能源结构决定了能效水平先天不足。
    我国钢铁工业一次能源以煤炭为主，占能源消费总量的70%左右，而且煤发热量、灰分、硫分等质量指标与美国、德国、日本相比，存在较明显的差距。石油类能源和天然气所占比例比其他国家低15%~20%，从工艺、技术角度，采用石油类燃料、天然气，可有效提高能源加工、转换效率。但由于我国能源条件限制和经济性等因素，能源结构很难改变，只有通过新技术、新工艺来改善能源利用率，达到 “清洁生产”。
    2.我国转炉煤气和蒸气回收利用水平低，一些小转炉就没有回收装置。
    钢铁工业所用煤炭的能量有39.8%以煤气 （高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气）形式存在，其能值占钢铁工业总能耗的34.12%。这说明充分利用好富产煤气，对于企业的节能工作有重大意义。我国转炉煤气回收水平是很低的，平均值为54詄/t钢，一些小转炉就没有回收装置 （2008年有12家企业没有回收转炉煤气）。而国外工业发达国家是在100詄/t钢，如果转炉炼钢可以实现煤气回收大于100詄/t钢 （占回收能量的80%），蒸气回收大于60詄/t钢 （占回收能量的20%），就可以实现转炉的 “负能炼钢”。
    3.我国冶金工业水重复利用率平均不到70%，而发达国家高达90%。
    钢铁生产流程的各个工序几乎都离不开水，烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢各工序都需要大量消耗水，都有废水排放，特点是：废水量大、水质差异大、污染物种类多。钢铁厂用水应遵循少用新水和淡水资源，发展节水技术，强化水循环，减少废水排放的原则。据统计，我国冶金工业水重复利用率平均不到70%，而发达国家高达90%。与国外先进企业相比，目前我国钢铁企业吨钢耗新水还有一定差距，节水潜力很大。
    4.大多数钢铁企业的二次能源回收量在50%以下。
    目前，日本新日铁已回收的二次能源占可回收部分的92%，我国宝钢也回收二次能源的68%，大多数钢铁企业的二次能源回收量在50%以下，一些中小企业的二次能源回收是刚刚起步。所以说，我国钢铁企业的节能潜力是比较大的。
    国内各钢铁企业之间的系统节能技术差距依然较大
    虽然宝钢等大型具有国际竞争力的钢铁企业，鞍钢鲅鱼圈、首钢曹妃甸等新建的一批钢铁生产基地，均是按建设新一代钢铁生产流程进行设计、组织生产，企业的综合能耗水平达到国际先进水平，但国内各钢铁企业之间的差距依然较大，部分钢厂仍由于技术限制和能源管理落后等诸多原因造成能源利用效率低下。因此，钢铁企业应该从各工序着手，尽可能采用先进技术、工艺和先进设备及新材料，挖掘潜能，减少用能量，提高能源的重复利用率，创建具有国际水平和全球竞争力的 “绿色钢铁产业”。