不銹鋼碳排放是高還是低？鋼鐵行業面臨碳排放強約束，不銹鋼行業更有機遇

在過去幾十年中，不銹鋼的生產技術和應用領域取得了突飛猛進的發展，不銹鋼已經滲透到人類社會活動的各個角落。

 

當前，我國鋼鐵行業是僅次于電力行業的第二大碳排放源，是碳排放量最高的制造行業。這其中，不銹鋼產量約占鋼鐵行業的7%，不銹鋼的低碳生產也十分必要。

 

不銹鋼的碳排放高嗎？

 

超強的耐用性使產品全生命周期成本最小化

 

根據世界鋼鐵協會的測算，全球每噸鋼的平均碳排放約為1.85噸，而不銹鋼的噸鋼碳排放約為2.23噸，比碳鋼高0.4噸左右，其中64%即1.42噸是由鐵合金作為原料帶入的，0.47噸來自電力消耗。

 

“盡管每噸不銹鋼的碳排放略高于碳鋼，但如果考慮到耐用性能，不銹鋼的環境優勢更明顯。”世界鋼鐵協會北京代表處首席代表鐘紹良告訴記者。

 

以一個典型的建筑或機械結構為例，為實現150年的結構壽命，如果使用鋁合金每噸功能結構在150年中需要排放8.5噸CO2，使用碳鋼只需排放4.3噸，而使用不銹鋼僅需排放3.3噸。

 

因此，采用不銹鋼有利于減少產品在整個生命周期中的環境影響，同時有利于實現全生命周期成本最小化，其超強的耐用性可以使產品的全生命周期成本比同類材料減少30%左右。

 

不銹鋼哪種工藝更低碳？

 

鎳生鐵工藝可提高產量，但也要遵循源頭削減、中間管控、末端治理的原則

 

據廣西北港新材料有限公司黨委書記、董事長、總經理潘料庭介紹，不銹鋼生產工藝分為高爐+轉爐+AOD（氬氧脫碳法）法、電爐冶煉短流程法、燒結+高爐+AOD法以及RKEF（回轉窯電爐）+AOD法4種主要工藝。

 

“2005年以前，不銹鋼冶煉主要以高爐+轉爐+AOD的生產工藝和利用廢鋼的電爐冶煉短流程生產工藝為主。2005年以后，以紅土鎳礦為原料，以燒結、高爐、回轉窯、礦熱爐為關鍵設備的鎳生鐵工藝出現，給不銹鋼生產帶來變革，也使得不銹鋼產量得到提高，成本得到極大降低。”潘料庭介紹。

 

據世界鋼鐵協會研究，基于紅土鎳礦冶煉的燒結+高爐+AOD爐、RKEF+AOD法，噸鋼碳排放量都比傳統的高爐+轉爐+AOD法的低。

 

“紅土鎳礦冶煉不銹鋼的生產工藝使用大量的廢鋼、余熱發電，鐵水熱送、能源集中管理等多項節能措施，實現能耗總量及能耗強度雙控，達到了低碳生產的目的。”潘料庭表示，雖然燒結+高爐+AOD法采用低品位的紅土鎳礦，但是它采用了合金+煉鋼一體化的生產技術，噸鋼能耗和碳排放比傳統高爐+轉爐+AOD法冶煉低。

 

但現有紅土鎳礦冶煉不銹鋼的工藝結構還不夠健全，存在能源結構高煤炭化、流程長、能耗高、裝備落后、生產過程能源利用低等問題。他建議，應遵循源頭削減、中間管控、末端治理的原則?？梢约毞譃槲宕舐肪€圖：結構優化、工藝創新、裝備升級、資源循環、智慧管理。其中，結構優化即圍繞原料、能源、產品、工藝等進行優化，達到最經濟的成本；工藝創新是新的科學技術成果對現有的生產工藝及生產過程進行改革和創新；裝備升級是把現有裝備升級達到節能化、大型化、智能化裝備水平；資源循環是對生產過程中的資源或副產品循環利用；智慧管理是對整個生產過程及工藝實施基于大數據和云計算的協同管理模式。

 

不銹鋼的低碳路徑是什么？

 

推廣全生命周期綠色產品、提升能效、構建循環經濟產業鏈、發展低碳技術等

 

據了解，中國是全球不銹鋼的生產和消費中心，現在也是全球領先的不銹鋼技術和產品創新中心。2021年上半年，中國不銹鋼產量占全球產量的56%，成為名副其實的全球不銹鋼生產中心。

 

“鋼鐵行業未來將面臨碳排放強度的‘相對約束’、碳排放總量的‘絕對約束’以及嚴峻的‘碳經濟’的挑戰。”冶金工業規劃研究院黨委書記李新創近日出席2021（第二屆）中國不銹鋼及特種合金新材料產業高端論壇時表示，行業要用積極的態度、科學的行動在減碳中發展，發展中減碳。

 

“碳達峰碳中和目標下，鋼鐵生產和應用技術面臨著革命性的更新換代，不銹鋼行業機遇大于挑戰。”鐘紹良認為。

 

具體針對不銹鋼行業的碳達峰及降碳路徑，李新創認為，應從6個方面做具體考量和行動。一是推動綠色布局。布局不合理將會帶來大量無效碳排放，因此應優化產業布局、加大綠色物流，推廣全生命周期綠色產品以及更高水平供需動態平衡。二是節能及提升能效，通過推廣先進適用節能低碳技術、提高余熱余能自發電率以及數字化、智能化技術的應用等。三是優化用能及流程結構，比如原燃料結構優化，提高廢鋼資源回收利用等。四是構建循環經濟產業鏈，推進區域能源整合、提高固廢資源化利用、推動鋼化聯產。五是應用突破性低碳技術，如氫冶煉工藝、氧氣高爐及非高爐冶煉、碳捕集利用和封存技術。六是制度建設和政策體系支撐。

 

“不銹鋼的工藝流程中可以更多地利用廢鋼，提高廢鋼使用比例。同時，在工藝優化上，現有燒結工藝返礦高，未來可以往燒結循環和小球燒結工藝方向改進。”潘料庭介紹說。

 

李新創表示，推進不銹鋼行業碳達峰及碳減排，要充分統籌發展和減排、整體和局部、短期和中長期目標，根據不同區域特點、發展定位、產品工藝特點及綠色發展水平等，協調好行業發展存量、增量和潛力間的關系。在推進過程中，發揮節能增效、能源結構轉型、技術革命性創新、數字化智能化轉型的作用，運用好減污降碳、多行業協同效應及碳市場的重要工具等。