2017-05-20 中国钢铁新闻网 中国冶金报社

我国的炼钢以长流程为主，铁钢比高。世界平均铁钢比在0.7左右，除中国以外为0.56，中国为0.94。美国和欧洲各国的钢企铁钢比较低，电炉钢比重大，因此其吨钢综合能耗和CO2排放低，和我国不具有直接可比性。

 我国钢铁业低碳低耗发展之路怎么走?

要想确立合理的钢铁行业低碳发展路线，必须对未来与钢铁工业低碳发展有关的外在环境变化，包括制造流程、原材料结构、能源结构和节能潜力等做出基本的判断。

判断1：我国长流程为主的制造流程不会发生根本变化。

在近中期，也即5年~10年内，长流程的为主的炼钢流程不会发生变化。

 判断2：我国的粗钢消费不会再有增加。

采用下游行业分析预测法和GDP消费强度法两种方法，对2020年~2030年中国钢材需求进行预测的结果显示，到2020年，中国钢材的实际需求量为5.95亿吨，2025年为5.52亿吨，2030年为4.92亿吨，粗钢的消费量不会再增加。

 判断3：铁钢比将逐年下降，生铁产量降速快于粗钢。

近十几年来，我国自产废钢和社会废钢的量逐年增长，从2001年到2014年，自产废钢增幅为207%，社会废钢增幅为149%。2014年自产废钢、社会废钢和进口废钢分别占45%、53%和2%。尽管我国近几年废钢资源量逐年升高，但由于粗钢产量增加太快，2014年与2001年相比，粗钢产量增幅（443%）远远大于废钢消耗量的增幅（约157%），因此造成吨钢的废钢消耗量逐年下降。

从2001年到2014年，转炉炼钢的废钢消耗总量增加了285%，电炉炼钢的废钢消耗总量增加了96%。但是，转炉的废钢单耗由104千克/吨下降到67千克/吨，下降了36%；电炉的废钢单耗由803千克/吨下降到584千克/吨，下降了27%；废钢综合单耗由2001年的227千克/吨下降为2014年的107千克/吨，下降了53%。我国钢铁工业的废钢综合单耗与世界其它国家差距较大，2013年世界废钢综合单耗为361千克/吨，除去中国外的废钢综合单耗为625千克/吨。

我国粗钢产量目前已处于峰值弧顶下行区，从中长期和整体来看，已经呈现“弧顶”+“下降通道”的走势，但不排除个别年份的波动回升。生铁生产呈现同样的特点，且随着废钢资源量的逐步增加，生铁产量在长周期内的平均下降速度将比粗钢要快。从长周期角度来看，焦炭、铁矿需求处于进入下行通道的转折阶段。

从以上两点判断，钢铁工业的CO2排放总量不会增加。

 判断4：以煤为主的能源结构近中期不会发生根本变化。

我国钢铁生产能源结构受我国资源禀赋的影响，以煤为主的能源结构近中期不会发生根本变化。我国钢铁行业能做的是：提高流程制造效能，挖掘节能潜力，降低能源消耗，减少耗煤量，包括最大程度地利用新能源。

 我国钢铁工业CO2减排主要方向

钢铁生产的核心要素包括“铁金属”和“煤炭”。我国钢铁生产以长流程为主，铁钢比高，能源结构中80%以上是煤炭，钢铁制造流程的效率和效能水平有待提高，这些都是CO2排放的主要影响因素。

我国的炼钢以长流程为主，铁钢比高。世界平均铁钢比在0.7左右，除中国以外为0.56，中国为0.94。美国和欧洲各国的钢企铁钢比较低，电炉钢比重大，因此其吨钢综合能耗和CO2排放低，和我国不具有直接可比性。中国铁钢比要比世界平均水平高出0.24，比除中国以外的各国平均铁钢比水平高0.38。仅此一项，我国吨钢综合能耗就比工业发达国家高出80千克标准煤/吨~100千克标准煤/吨。

日本和韩国虽然也以长流程炼钢为主，但我国与二者比较，能源结构不同（煤炭为主），在钢铁制造流程的效率和效能方面存在差距。但与此同时，我国国内节能环保先进企业，如宝钢（现已与武钢合并成为宝武钢铁）、太钢、首钢京唐、河钢唐钢等与上述日本、韩国企业的差距则不大。

因此，制订低碳发展技术路线图是我国钢铁行业目前最迫切需要解决的问题。当前，我国钢铁工业CO2减排主要有以下几个发展方向：

1采取“多目标约束的集成解决方案”方式

钢铁企业要将企业发展过程中的节能、减排、低碳统筹整体考虑。例如，钢铁企业不能因为要控制SO2和氮氧化物，上了烧结机脱硫脱硝装置，最终却增加了工序能耗。

 2将“控煤”作为CO2减排的顶层设计

“控煤”是抓手，控制住了煤就控制住了二氧化碳和氮氧化物。钢厂先做好“控煤”，再做其他工作。例如，钢铁企业可以配置自备发电设备以减少燃煤。根据预测，2020年，我国粗钢产量将降低至7.0亿吨，根据吨钢综合能耗目标值560千克标准煤计算，到2020年钢铁行业的总能耗约为3.92亿吨标准煤。

研究指出，一家年产钢650万吨规模的企业，采用钢铁—电力联产模式，煤气、余能余热自发电装机可达530兆瓦，年发电量可达37.34亿千瓦时，若扣除发电系统约8%的自用电量，则净发电量约为34.3亿千瓦时，折合吨钢净发电量为527.9千瓦时。根据中国钢铁工业协会2013年的数据，重点企业吨钢耗电464.1千瓦时，则自发电率可达113.75%。

由此可见，钢厂积极利用超高压、烧结余热、干熄焦、TRT（高炉余热余压）发电以及富余饱和蒸汽发电等方式在“节煤”方面潜力巨大。

 3提高流程制造效能，挖掘节能潜力

钢厂在提高流程制造效能、挖掘节能潜力方面，目前有两种可行方式：钢铁界面“一罐到底”模式和“球团替代烧结”模式。前者是从提高钢铁流程制造效能的角度出发，后者是从变革制造流程的角度出发。

钢铁界面“一罐到底”模式可以实现高炉与转炉生产的热衔接，完成铁水“三脱”，实现铁素物质流与能量流的协同运行。“一罐到底”技术，是指取消传统的混铁炉和鱼雷罐车装置，直接采用铁水罐运输铁水，将铁水的承接、运输、缓冲储存、铁水预处理、转炉兑铁、容器快速周转、铁水保温等功能集为一体。该模式取消了炼钢车间倒罐坑、减少一次铁水的倒罐作业，具有缩短工艺流程、紧凑总图布置、降低能耗、减少铁损、减少烟尘排放等多重优势，是今后新建钢铁厂高炉—转炉界面模式的发展方向。

首钢京唐在高炉—转炉流程采用“一罐到底”先进技术，缩短了工艺流程，取消了传统的鱼雷罐车和炼钢倒罐坑，减少一次铁水倒罐作业及所产生的烟尘污染，降低能耗，减少铁损，铁水温降减少50℃以上，具有缩短冶炼周期、节能高效等多项优点，年节能1.69万吨标准煤，减排5.32万吨CO2，粉尘产生减少4700吨。

烧结工序是钢铁生产废气排放的重点污染源，在我国长流程钢铁生产为主的情况下，改变高炉炉料结构、降低烧结工序比重是减少钢铁行业废气污染排放的重要途径之一，“球团代替烧结”模式就是从此点出发。

高炉炉料结构主要取决于原料资源情况、配套生产工艺、操作技术水平、操作习惯和理念、生产成本、环保要求等多方面因素。日本、韩国高炉以烧结矿为主，北美高炉以球团矿为主。欧盟由于环保要求，烧结厂的生产和建设受到了严格的限制，以球团矿为主。欧美高炉球团矿使用比例一般都较高，个别的高炉达到100%，其中一部分高炉使用熔剂性球团矿，另一部分高炉以酸性球团矿为主。

研究表明，球团替代烧结后，炼铁工序、铁前工序能耗均有一定幅度下降，污染物排放量（产生量）减少，废气污染负荷显著下降，大幅减少或基本消除CO排放，基本消除二 英、重金属排放，CO2的排放也随能耗的下降而下降。

 4挖掘节能潜力，转换钢铁工业功能

钢铁企业有大量的低温余热资源待开发和利用，如焦炉初冷器循环水、高炉冲渣水余热、自备电厂发电机组循环冷却水余热及工艺冷水（连铸冷却水、轧钢冷却水）余热等。其中，自备电厂机组循环冷却水与目前常用的低温热源相比，具有蕴含热量大、温度适中、水质优良等显著的优势，而且由于利用余热，可减少冷却塔向环境的散热和水分蒸发，减少对钢铁企业周边环境的热湿污染。

例如，河钢唐钢充分发挥市区内钢铁企业的地域优势，与唐山市热力总公司合作，开展了河钢唐钢南区热电厂发电机组循环冷水供社区采暖工程，工程预期供暖面积可达300万平方米，其中一期工程100万平方米已开工建设。该工程将电动压缩式热泵分散置于小区热力站中，同时将唐钢自备电厂凝汽器出口的循环水引至各小区的热力站，进入热泵机组降温后再返回自备电厂凝汽器中被汽轮机排汽加热，完成循环；热泵回收循环水余热加热二次网热水为用户供暖或提供生活热水。（待续）