鋼鐵行業是最難實現碳中和的行業之一。世界鋼鐵協會數據顯示，2022年，中國粗鋼產量約為10.13億噸。按照每噸粗鋼碳排放量為1.8噸計算，去年全年我國鋼鐵產業碳排放量約在18.23億噸，占全國碳排放總量的15%以上，是制造業31個門類中碳排放量最大行業。
“在‘雙碳’目標下，高排放行業相繼頒布碳達峰目標，鋼鐵行業低碳化、產品零碳化勢在必行。”提及鋼鐵行業未來發展趨勢，中國節能協會碳中和專業委員會副主任委員張文斌在接受《中國能源報》記者采訪時指出，鋼鐵行業未來發展目標將從行業低碳逐漸轉向產品零碳排放，需要依靠技術工藝不斷改進、升級。
降碳重要途徑
鋼鐵工業是國民經濟的重要基礎產業，截至目前，鋼鐵工業仍然存在產能過剩壓力大、產業安全保障能力不足、綠色低碳發展水平有待提升等問題。
為加快降低鋼鐵產業碳排放量，《關于促進鋼鐵工業高質量發展的指導意見》明確提出，力爭到2025年，80%以上鋼鐵產能完成超低排放改造，噸鋼綜合耗能降低2%以上，水資源消耗強度降低10%以上，確保2030年前碳達峰。
張文斌認為：“碳達峰碳中和目標下，我國可再生能源替代進程提速，節能提效成為以鋼鐵為代表的制造業減排主旋律，這也是現階段鋼鐵行業發展的主要方向。目前，鋼鐵行業持續進行供給側結構性改革，嚴格執行產能置換，優化生產力布局，深挖節能降碳潛力。”
中郵證券的報告顯示，在上述背景下，鋼鐵行業將提高冶煉技術，大力推進全廢鋼電爐工藝、鋼鐵工業廢水聯合再生回用、焦化廢水電磁強氧化深度處理工藝，支撐鋼鐵產業清潔生產改造和超低排放。
不過，張文斌指出：“我國鋼鐵產能需求大，對原材料需求高，由于廢鋼資源較少，難以支撐原材料供給，因此以鐵礦石、石灰石和焦煤為原料的長流程制鋼法仍占主導地位，實現碳中和難度巨大，僅推進節能減排并不能實現鋼鐵行業‘雙碳’目標，還需要采取特別的技術。”
招商銀行研究院也給出相同觀點，從目前主要冶煉技術情況來看，減碳途徑主要有三種方法：一是完成超低排放改造，降低噸鋼綜合能耗，但進一步下降空間有限；二是減少粗鋼產量，直接減少碳排放；三是提升鋼鐵冶煉技術，實現低碳冶金或零碳冶金。
現有技術路線有局限
國際能源署認為，鋼鐵行業要實現凈零排放，有兩種技術路線。一種是碳管理，即利用CCUS技術將碳捕集，再作為煉鐵的還原劑利用，以此抵消生成過程中的碳排放；另一種是非焦冶煉，即通過最小化碳的使用來避免二氧化碳的產生。
國元證券的報告顯示，綠氫冶煉是非焦冶煉的代表技術。氫可以替代焦炭作為煉鋼工藝中的還原劑使用。推動綠氫在鋼鐵領域的使用，以達到減排效果。招商銀行研究院同樣表示，“綠氫+鋼鐵”是未來鋼廠減少碳排放的可行方案之一，冶金技術有望呈現從焦炭到氫氣的升級趨勢。
不過，這兩種技術路線都有一定局限性。“為實現碳達峰碳中和目標，鋼鐵行業積極技術創新。CCUS和綠氫冶金技術是目前鋼鐵產業主流零碳技術路線。但目前CCUS技術大多停留捕集后將二氧化碳封存于地下層面，再利用尚沒有形成規模化發展。至于綠氫冶金技術路線，綠氫制備還處于發展初期，產業鏈存在氫供應短板和生命周期碳循環缺環問題，技術也不成熟。”張文斌說。
國際能源署則表示，雖然CCUS技術已經取得一些突破，但要真正實現商業化和產業化發展仍需時日，現階段無法滿足以鋼鐵為代表的高排放產業的減排需求，僅依靠CCUS技術推進鋼鐵行業減排并不現實。
期待技術百花齊放
張文斌提出，為推動鋼鐵產業生態工業建設，實現價值最大化，一定要堅持技術創新。“百花齊放更有利于鋼鐵行業進步，不管是CCUS技術，還是各種新型非焦冶煉技術，都要搞，并不斷試驗。隨著‘雙碳’進程不斷深化，行業將涌現更多的新工藝、新技術，或將帶動鋼鐵產業節能降碳邁上新臺階。”
國際能源署在《全球能源行業2050凈零排放路線圖》中提出，到2030年，全球實現的大部分二氧化碳減排量主要來源于現有技術，而到2050年，一半以上的二氧化碳減排成果將歸功于目前技術儲備，即未來技術。
“基于我國可再生能源資源稟賦和發展現狀，在發展現有技術的同時，還要重視生物質能在鋼鐵行業減排上的作用。我國約30億噸的生物質資源不宜再被用于直接燃燒發電或供熱，但可以應用于生物質氣化-炭化生態系統工程技術發展，助力鋼鐵工業實現行業碳達峰與產品碳中和。”張文斌說，“比如，利用BECNU生態系統工程技術，對生物質進行熱解氣化得到生物質燃氣和生物炭，碳中和生物質燃氣可以完全替代短流程鋼生產所需的化石能源，同時，生物炭可替代部分化石輔助材料，剩余生物炭制成碳中和生物炭肥施入土壤培肥固碳，從而實現短流程電爐鋼生命周期凈零碳排放。”
4月底，世界首個碳中和鋼合同塵埃落定。深圳碳中和生物燃氣股份有限公司中標亞新鋼鐵集團福建鼎盛鋼鐵有限公司碳中和鋼項目，利用BECNU生態系統工程技術探索鋼鐵行業產品碳中和實現路徑。
張文斌指出：“應對氣候變化，實行‘雙碳’戰略，必須全社會一盤棋，堅持系統性思維，從行業整體出發考慮，單打獨斗是不行的，一種技術一招鮮包打天下的時代已經過去了。瞄定綠色發展目標，鋼鐵行業一定要積極布局新技術，加快技術迭代升級。”
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