【中國環境報】降碳途徑多受制約,工業流程復雜家底難摸,鋼鐵企業如何制定碳達峰行動方案?
發布時間:2021-03-23
來源:中國環境報
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  生態環境部發布了《關于統籌和加強應對氣候變化與生態環境保護相關工作的指導意見》(以下簡稱意見),要求要推動鋼鐵、建材、有色等重點行業提出明確的碳達峰目標并制定達峰行動方案。

  鋼鐵行業是31個制造業門類中碳排放量最大的行業,2020年我國粗鋼產量占全球粗鋼產量的57%,碳排放量占全球鋼鐵碳排放總量的60%以上,占全國碳排放總量的15%左右,是關系碳達峰目標和碳中和愿景實現的重要制造行業之一。

  近日,中國寶武鋼鐵集團有限公司黨委書記、董事長陳德榮提出力爭在2023年實現碳達峰,2025年具備減碳30%的工藝技術能力,2035年力爭減碳30%,到2050年力爭實現碳中和。其后,六安鋼鐵控股集團、金鼎鋼鐵集團也啟動降碳減排計劃。

  冶金工業規劃研究院黨委書記、總工程師李新創接受記者采訪時指出,目前,鋼鐵企業的降碳途徑受多種因素制約。鋼鐵企業要大幅度降低碳排放,在制定碳達峰行動方案時應注重強化源頭削減、嚴格過程控制、優化末端治理,從而實現常規大氣污染物和碳協同減排。

  目前降碳途徑受多種因素制約

  應注重源頭、過程和末端治理并重

  李新創指出,企業達峰行動方案制定應突出結構調整和源頭控制,強調全流程、全過程環境管理。要從原材料生產運輸、鋼鐵產品生產等方面系統考慮。

  據了解,目前鋼鐵企業的降碳途徑主要包括減少鋼鐵產量、高爐長流程向電爐短流程轉型、開發低碳冶煉工藝、發展清潔能源、實施節能改造、開發碳捕集利用與封存技術等。

  “除實施節能改造外,大多數途徑要實現大規模應用還存在諸多現實條件的制約?!崩钚聞摻榻B,我國經濟發展離不開鋼鐵產品的支撐,鋼產量短期內難以大幅下降;電爐短流程置換的政策支持力度不足;企業發展風能、光伏清潔能源受地理位置、場地等因素制約;缺乏技術成熟可靠且經濟可行的新型低碳冶煉工藝、碳捕集利用與封存技術等。此外,鋼鐵企業對于低碳發展的認知還較為模糊,人才儲備有待加強,管理監控體系還不健全,短期內要全面實施碳減排基礎較為薄弱。

  一系列限制因素制約了鋼鐵企業低碳發展。李新創說,鋼鐵企業要大幅度降低碳排放,目前主要精力還是要放在高質量實施超低排放改造上。他認為,鋼鐵企業在制定碳達峰行動方案時應對各污染源分類綜合施策,強化源頭削減、嚴格過程控制、優化末端治理,從而實現常規大氣污染物和碳協同減排。

  避免末端治理慣性思維

  企業需加強內部結構優化,進行精細化管理

  根據冶金工業規劃研究院多年的研究和實踐經驗,在鋼鐵生產源頭,通過實施儲運設施機械化改造,替代廠內汽車倒運和非道路移動機械作業,可減少柴油用量2L/t-5L/t鋼;實施燒結機頭煙氣循環,可減少固體燃料消耗約1kg-3kg/t礦,降低電耗約3kWh/t礦;實施高爐爐頂料罐均壓放散煤氣回收改造,可減少高爐煤氣排放約5m3/t鐵;合計可減少碳排放量11kg/t-19kg/t鋼。此外,實施高爐煤氣精脫硫,既可避免大量煤氣用戶配套末端治理設施而帶來的能耗增加,還可以為下一步高爐煤氣分離捕集二氧化碳奠定基礎。

  在生產的過程中,企業要注意加強產塵點的封閉和密閉,要兼顧治理設施和生產設施的同步運行,減少治理設施的無效運行和能源浪費。此外,運輸環節也應加快清潔運輸改造?!俺醪綔y算實施清潔運輸改造后,可減少碳排放量約8kg/t-13kg/t鋼。因此,在業內還需提高大宗物料和產品清潔方式運輸的比例?!崩钚聞摻榻B。

  在治理末端,不少企業還存在末端治理的慣性思維?!盀榱诉_到超低排放限值,一些企業往往一味堆砌末端治理設施,不僅難以取得預期效果,反而還會增加無效的能耗和成本,增加碳排放?!崩钚聞摫硎?,這也會導致管理者對于結構優化、精細化管理等關注不夠。

  據了解,首鋼股份公司下屬一家鋼鐵廠通過源頭和過程協同減排改造后,治理設施運行能耗降低了12%,按鋼鐵企業除塵系統電耗約150kWh/t鋼測算,可減少碳排放量約11kg/t鋼,不僅源頭和過程環節碳排放減少了,還可以中和掉末端治理增加的碳排放量。

  工業流程復雜難以摸清家底

  企業需建立全流程全方位的監測監控體系

  李新創表示,根據生態環境部發布的《鋼鐵企業超低排放評估監測技術指南》,要減少碳排放,整個鋼鐵行業的監測監控體系也需要進一步完善。

  “鋼鐵工業是復雜的流程工業,長期以來家底不清問題對各項工作順利開展造成了障礙?!崩钚聞撜f,通過建立完善的監測監控體系,可以徹底梳理清楚鋼鐵企業家底?;谏芷谠u價(LCA)的碳排放分析,可以為鋼鐵產品碳排放提供量化依據與節能降碳指導建議。

  據了解,生命周期評價能夠充分量化產品碳排放、碳足跡數據,是國際通用、全球認可的標準和方法。

  歐盟、美國、日本等國家和地區已經開展產品生命周期評價和環境產品聲明(EPD)驗證。歐盟發布的《為能源相關產品生態設計要求建立框架的指令》(ErP指令),就是基于生命周期評價的方法理論。

  我國有部分鋼鐵企業早已開始對LCA進行自主研究。寶鋼股份中央研究院從2003年開始對LCA開展研究,現在已擴展到各大產品項目。2018年開展的名為“BCBPlus生命周期評價與生態設計”項目在全生命周期思想指導下,用于超輕型汽車車身生產,生產過程中減少二氧化碳排放253公斤。

  包頭鋼鐵(集團)有限責任公司也開展了生命周期評價研究工作,自主研究開發了集數據采集、運算分析、結果展示等功能于一體的鋼鐵產品生命周期評價在線系統。其建成的在線產品生態設計平臺,可以清晰地呈現出鋼鐵制造過程中的用能和排放情況,為開發生態產品提供依據。

  李新創建議,企業制定碳達峰行動方案可以結合下一步碳減排需求,對生產末端造成的有組織排放、無組織排放以及清潔運輸等各環節進行全方位、無死角的信息采集和記錄。

  他表示,在超低排放監控體系的基礎上,可以進一步加強自主研究,推進物聯網、大數據、云計算、區塊鏈等互聯網技術應用,基于生產實時數據進行碳排放全流程管控,實現碳排放目標管理、監測預警和監督考核,打通數據鏈條,最終實現大氣常規污染物及碳排放一體化協同監控。實現由過去粗放型管理向集約化管理、由傳統經驗管理向科學化及數字化管理的轉變。