摘要：綠色低碳發(fā)展對鋼鐵企業(yè)而言既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇。以天津市新天鋼聯(lián)合特鋼有限公司為例，分析“雙碳”目標(biāo)下鋼鐵企業(yè)的碳排放情況，并提出通過開展實施節(jié)能降碳項目和綠色低碳發(fā)展新舉措，助力鋼鐵行業(yè)早日實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：碳達(dá)峰；碳中和；碳排放；節(jié)能降碳；綠色低碳

引言

氣候變化是人類可持續(xù)發(fā)展面臨的最大威脅，世界氣象組織統(tǒng)計表明，以2019年為節(jié)點，過去10年全球異常高溫、冰川消融和海平面上升等均達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄水平，據(jù)不完全記載，平均氣溫創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄。氣候的波動與生態(tài)環(huán)境的變化密切相關(guān)，極端天氣、自然災(zāi)害、生態(tài)平衡等都可引發(fā)氣候波動，同時對人類經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展造成重大威脅，如造成經(jīng)濟(jì)損失和社會損失等。

據(jù)統(tǒng)計，我國的二氧化碳（CO2）排放總量位居世界前列，人均排放量已超過全球平均水平，在經(jīng)濟(jì)快速增長和生活水平不斷提高的情況下，我國正承受著巨大的國際壓力。由于節(jié)能、控煤、減碳、循環(huán)是實現(xiàn)綠色和諧發(fā)展的重要標(biāo)志，因而低碳發(fā)展在減排、減碳壓力面前已是非常緊迫的問題之一，必須認(rèn)真對待。

2020年9月22日，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上發(fā)表重要講話時宣布，“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和”。因此，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)是生產(chǎn)、消費、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、能源體系的歷史性革命，我國需要加快形成綠色發(fā)展方式和生活方式，建設(shè)生態(tài)文明和美麗地球的自我革命。碳達(dá)峰碳中和，既是科技問題，又涉及我國發(fā)展戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)命脈、社會文明和整個人類福祉，是全社會脫碳的艱巨使命。因此，碳達(dá)峰碳中和涉及到新生產(chǎn)力的發(fā)展，關(guān)系到生態(tài)文明的建設(shè)，關(guān)系到人類命運的共同體，非常重要，我國各界都要提高站位、提高認(rèn)識。

1碳達(dá)峰和碳中和的概念

碳達(dá)峰指CO2排放量達(dá)到歷史最高值，然后經(jīng)歷平臺期進(jìn)入持續(xù)下降的過程，是CO2排放量由增轉(zhuǎn)降的歷史拐點[1]。但碳排放達(dá)峰并不單指在某一年達(dá)到最大排放量，而是一個過程，即CO2排放首先進(jìn)入平臺期并可能在一定范圍內(nèi)波動，然后進(jìn)入平穩(wěn)下降階段[2]。

碳中和指經(jīng)測算在一定時間內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生CO2排放量，實現(xiàn)CO2“零排放”[1]。

碳達(dá)峰碳中和具體過程如圖1所示。

2鋼鐵行業(yè)面臨的減碳形勢

工業(yè)生產(chǎn)是CO2排放的主要來源，作為工業(yè)生產(chǎn)重要組成部分的鋼鐵行業(yè)，不僅是綜合能源消費總量大戶，也是碳排放大戶。在我國，鋼鐵行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，是僅次于電力行業(yè)的CO2排放大戶。根據(jù)估算，從1991年至2018年，我國鋼鐵行業(yè)碳排放總量增長了4.47倍，但這些年噸鋼碳排放強(qiáng)度卻下降58%，說明鋼鐵行業(yè)經(jīng)過近30年的發(fā)展，在節(jié)能降碳、綠色發(fā)展的道路上取得了巨大進(jìn)步。而由于我國鋼鐵產(chǎn)量基數(shù)較大，鋼鐵行業(yè)碳排放量在全國碳排放量中所占比例為15%～17%，鋼鐵行業(yè)想要快速實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因此鋼鐵企業(yè)想要生存與發(fā)展，就必須堅持走綠色低碳可持續(xù)性發(fā)展道路。

3鋼鐵企業(yè)碳排放情況

以天津市新天鋼聯(lián)合特鋼有限公司（簡稱“聯(lián)合特鋼公司”）為例，分析該企業(yè)碳排放情況和降碳潛力，期望為其他鋼鐵企業(yè)提供參考。

3.1 案例鋼鐵企業(yè)概述

聯(lián)合特鋼公司屬于黑色金屬冶煉及壓延加工企業(yè)，生產(chǎn)工藝流程如圖2所示，主要生產(chǎn)工藝為綜合原料場負(fù)責(zé)向球團(tuán)作業(yè)區(qū)供精礦粉，向燒結(jié)作業(yè)區(qū)提供混均料，向煉鐵作業(yè)區(qū)提供塊礦、焦炭、煤，向煉鋼作業(yè)區(qū)提供冶煉輔料；燒結(jié)作業(yè)區(qū)負(fù)責(zé)向高爐提供合格的燒結(jié)礦；煉鐵作業(yè)區(qū)負(fù)責(zé)向煉鋼作業(yè)區(qū)提供合格鐵水；煉鋼作業(yè)區(qū)負(fù)責(zé)向軋鋼作業(yè)區(qū)提供方坯，成品材料經(jīng)檢驗后入庫外發(fā)。

在圖2所示的生產(chǎn)過程中，聯(lián)合特鋼公司CO2排放源主要來自于化石燃料（煙煤、無煙煤和焦炭）的燃燒、含碳熔劑的燃燒和電力消耗。其中，以2022年數(shù)據(jù)為例，化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2占比為全企業(yè)CO2排放量的90%，如圖3所示。因此，如何控制化石燃料的消耗，是聯(lián)合特鋼公司實現(xiàn)碳中和的重點研究方向。目前，該公司已在積極開展研究降低鐵前工序固體燃料消耗的新工藝、新技術(shù)和新舉措。

3.2 碳排放情況

多年來，聯(lián)合特鋼公司從戰(zhàn)略高度充分認(rèn)識節(jié)能減排、低碳發(fā)展的重要性，將節(jié)能降耗、低碳發(fā)展的方針貫穿生產(chǎn)組織全過程，按照“減量化、再利用、再循環(huán)”的原則，大力實施節(jié)能減排技術(shù)，促進(jìn)企業(yè)降本增效低碳發(fā)展，并對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱實行回收再利用。該公司先后采用高爐煤氣干法回收、轉(zhuǎn)爐煤氣凈化回收、鍋爐煤氣發(fā)電、綠色照明、光伏發(fā)電、厚料層低溫?zé)Y(jié)、燒結(jié)余熱發(fā)電、飽和蒸汽發(fā)電、蓄熱式燃燒和變頻節(jié)電等多項節(jié)能減排措施，使企業(yè)碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)逐年下降趨勢。2022年，聯(lián)合特鋼公司碳排放強(qiáng)度處于天津市鋼鐵企業(yè)先進(jìn)水平。

4鋼鐵企業(yè)節(jié)能降碳與綠色低碳發(fā)展舉措

4.1 節(jié)能降碳措施

天津市政府在“天津市推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和工作會議”上，提出了推進(jìn)實現(xiàn)天津市“雙碳 ”工作目標(biāo)。而作為碳排放的重點企業(yè)，聯(lián)合特鋼公司根據(jù)天津市及企業(yè)發(fā)展總要求，為推動企業(yè)“雙碳”工作和碳減排工作，明確企業(yè)碳達(dá)峰日期，制定《天津市新天鋼聯(lián)合特鋼有限公司碳達(dá)峰、碳中和行動計劃實施方案》，堅定“力爭2023年實現(xiàn)碳達(dá)峰和力爭2050年實現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)；建立了以總經(jīng)理為首的碳達(dá)峰碳中和行動計劃領(lǐng)導(dǎo)小組，明確各部門職責(zé)，先后開展了多項節(jié)能降碳項目。

4.1.1開展燒結(jié)機(jī)脫硝熱風(fēng)爐改造項目

燒結(jié)機(jī)脫硝熱風(fēng)爐改造項目在保留原熱風(fēng)爐基礎(chǔ)上，增加1套等離子點火－內(nèi)置式直燃爐系統(tǒng)，與現(xiàn)有熱風(fēng)爐功能相同，但可以大幅度減少高爐煤氣用量，并明顯減少運維工作量。熱風(fēng)爐與等離子點火－內(nèi)置式直燃爐相互備用。項目實施后，聯(lián)合特鋼公司預(yù)計可減少 7萬t/a的CO2排放量。

4.1.2實施鋼包蓄熱式烘烤技術(shù)項目

鋼包蓄熱式烘烤技術(shù)項目采用空氣與煙氣交替轉(zhuǎn)換的蓄熱式煙氣余熱回收裝置，可在大幅度節(jié)約能源的同時，降低大氣溫室氣體排放，并通過蓄熱體使高溫?zé)煔獾奈锢頍崃康玫阶畲笙薅鹊难h(huán)利用。項目實施后，聯(lián)合特鋼公司預(yù)計可減少11 萬t/a的CO2排放量。

4.1.3開展高爐BPRT節(jié)電改造項目

高爐BPRT節(jié)電改造項目通過增加透平機(jī)動葉扇形弧度和承缸一級、二級靜葉弧度，以及一級、二級轉(zhuǎn)子動葉數(shù)量（由32片增加到35片），來提升機(jī)組內(nèi)部的做功能力，以達(dá)到節(jié)電降碳目的。項目實施后，聯(lián)合特鋼公司預(yù)計可減少1.54萬t/a的CO2排放量。

4.1.4實施軋鋼加熱爐與高爐熱風(fēng)爐智能燒爐技術(shù)項目

軋鋼加熱爐與高爐熱風(fēng)爐智能燒爐技術(shù)項目增設(shè)加熱爐智能燃燒控制系統(tǒng)，通過智能配置空燃比，減少煤氣消耗和污染物的排放。項目實施后，聯(lián)合特鋼公司預(yù)計可減少11萬t/a的CO2排放量。

4.2 綠色低碳發(fā)展

低碳發(fā)展不僅意義重大，而且是一場偉大的革命，給鋼鐵行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來了嚴(yán)重沖擊。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重組對鋼鐵企業(yè)而言，既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇，因此把握機(jī)遇是鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵。鋼鐵企業(yè)應(yīng)解放思想，主動創(chuàng)新、敢于創(chuàng)新，突破產(chǎn)業(yè)瓶頸，把握創(chuàng)新發(fā)展主動權(quán)。

為進(jìn)一步推動“雙碳”工作，聯(lián)合特鋼公司積極探索并開展多項節(jié)能低碳新舉措。建設(shè)碳排放管理平臺，利用數(shù)字化、信息化與智能化來強(qiáng)化碳排放管理。以科技創(chuàng)新為抓手，推動產(chǎn)學(xué)研項目，積極與高等院校合作，加速開展燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼智能生產(chǎn)、減少固體燃料、節(jié)電等節(jié)能減排降碳技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。與低碳服務(wù)機(jī)構(gòu)合作，確定企業(yè)低碳發(fā)展路線圖。積極推動清潔能源運輸項目的進(jìn)展。優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、加大節(jié)能環(huán)保技術(shù)投入，應(yīng)用余熱、余壓新技術(shù)，增加冬季供熱面積，進(jìn)一步提高軋鋼熱裝熱送比例，進(jìn)一步降低高爐固體燃料消耗，力爭小于500kg/t鐵。加速推廣實施溴化鋰制冷技術(shù)。加速推進(jìn)鋼渣超細(xì)粉項目的建設(shè)，研究其他固廢的再利用技術(shù)。積極推進(jìn)短流程煉鋼工藝。探索光伏發(fā)電新模式，不斷提高企業(yè)綠電使用占比。

結(jié)語

“雙碳”目標(biāo)下，鋼鐵企業(yè)減排降碳綠色發(fā)展、低碳發(fā)展，既有挑戰(zhàn)也有機(jī)遇，鋼鐵行業(yè)的所有企業(yè)應(yīng)在生產(chǎn)全過程中貫穿綠色低碳發(fā)展理念，對重要設(shè)備進(jìn)行升級改造，有序推進(jìn)節(jié)能減排改造工作，同時科學(xué)規(guī)劃，有序?qū)嵤┚G色低碳新技術(shù)，按照“減少、重復(fù)、循環(huán)”的原則，推動鋼鐵企業(yè)綠色低碳與高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]葉學(xué)東.淺析碳達(dá)峰、碳中和形勢下石膏建材行業(yè)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].磷肥與復(fù)肥，2021，36（10）：1-5.

[2]張哲，任怡萌，董會娟.城市碳排放達(dá)峰和低碳發(fā)展研究——以上海市為例[J].環(huán)境工程， 2020，38（11）：12-18.

作者簡介

閆燚（1987— ），男，漢族，天津人，工程師，大學(xué)本科，主要從事能源、環(huán)保管理工作。

郭新（1983— ），女，漢族，天津人，工程師，經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)士，主要從事能源、環(huán)保管理工作。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-05-31