高 暢 房景燕 李宗鵬 馬麗莉

（四川省工業(yè)環(huán)境監(jiān)測研究院 四川成都 610000）

引言

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宣布，中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060 年前實現(xiàn)碳中和。黨的二十大報告明確提出，實現(xiàn)碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，是著力解決資源環(huán)境約束突出問題、實現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展的必然選擇。如今，低碳發(fā)展成為中國式現(xiàn)代化的新標(biāo)志，碳排放總量也成為人類文明進步的最重要約束變量。

鋼鐵行業(yè)是我國國民經(jīng)濟基礎(chǔ)行業(yè)，也是制造門類中碳排放量最大的行業(yè)，占全國碳排放總量的15%左右，占全球鋼鐵碳排放總量的60%以上[1]。因此，鋼鐵行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展是國家實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐。

鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)流程主要有2 種，一種是以原礦為原料，通過“高爐-轉(zhuǎn)爐”工藝的長流程煉鋼。目前，我國長流程煉鋼占比約90%[2]，噸鋼二氧化碳排放量約2t，噸鋼能耗約600kgce[3]。另一種是以廢鋼為原料，通過電爐冶煉的短流程煉鋼。目前我國全廢鋼短流程工藝噸鋼二氧化碳排放量約0.5t，噸鋼能耗約350kgce[3]。相比長流程煉鋼，短流程工藝明顯具有低能耗、低碳排放的優(yōu)勢，同時廢氣、廢水、廢渣的排放也大大減少，具有綠色生產(chǎn)特征，因此推進短流程煉鋼是實現(xiàn)我國鋼鐵行業(yè)低碳綠色轉(zhuǎn)型的必然要求。為助力四川省短流程煉鋼綠色低碳發(fā)展，本文在分析四川省短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，從廢鋼原料保障、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、節(jié)能降碳升級、強化技術(shù)創(chuàng)新等方面提出綠色發(fā)展路徑建議。

1 四川省短流程鋼鐵發(fā)展基礎(chǔ)

在我國短流程煉鋼比重遠低于國際發(fā)達國家水平的背景下[4]，四川省相比國內(nèi)其他省份具有明顯的短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。四川省一共有17家鋼鐵企業(yè)，產(chǎn)能規(guī)模約3200萬t，短流程煉鋼企業(yè)以冶控集團、攀長特、罡宸不銹鋼、眉雅鋼鐵為代表，2022 年煉鋼規(guī)模達1300萬t，電爐鋼占比約40%，居全國第一，成為全國短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)的重要集聚區(qū)。

1.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

1.1.1 深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革

“十三五”期間，四川省累計壓減粗鋼產(chǎn)能497萬t、煉鐵產(chǎn)能227萬t，全面完成既定目標(biāo)。同時，為深入落實碳達峰碳中和戰(zhàn)略要求，提高產(chǎn)業(yè)集中度，提升核心競爭力，促進四川省鋼鐵產(chǎn)業(yè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展，四川省按照“企業(yè)主體、市場化運作、政府引導(dǎo)”的原則，推動盛泉鋼鐵、達州航達、中川建材、鑫陽鋼鐵、安山鋼鐵、成實鋼鐵、都鋼、長峰鋼鐵8 家短流程煉鋼企業(yè)整合成立了四川冶控集團公司，成為了國內(nèi)第一家千萬噸級規(guī)模短流程煉鋼集團。

1.1.2 產(chǎn)業(yè)高端布局

除冶控集團外，四川省還有以攀長特為代表的國家特鋼短流程科研生產(chǎn)基地，和以罡宸公司為代表的短流程不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)。攀長特主要研發(fā)生產(chǎn)特種合金、特種不銹鋼、鈦合金等高端產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于航空、航天、海裝、核電、交通、機械、石化等領(lǐng)域，已成為國家重點工程配套的核心供應(yīng)商。罡宸公司作為川渝唯一一家短流程不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)，在國家西部大開發(fā)、加快新型工業(yè)化、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的大背景下，支撐高端不銹鋼的巨大市場需求，助力成渝地區(qū)汽車制造、化工、IT 等新型產(chǎn)業(yè)園的建立。

1.2 低碳發(fā)展基礎(chǔ)

1.2.1 清潔能源保障

電力是電爐短流程煉鋼生產(chǎn)主要能源，豐富的水電、風(fēng)電、太陽能資源為四川省短流程煉鋼提供了充沛的清潔能源。四川省是全國最大的清潔能源基地，在水電、大功率風(fēng)電、光伏發(fā)電和燃氣等清潔能源領(lǐng)域，具備先進的設(shè)計、裝備制造、生產(chǎn)運營等全產(chǎn)業(yè)鏈打造能力。2022 年12 月，四川省已建水電裝機容量9748.5 萬kW，保持全國第一。同時，依托“三州一市”（甘孜州、阿壩州、涼山州、攀枝花市）的豐富光伏資源和風(fēng)能資源，積極打造光伏發(fā)電基地和風(fēng)電基地，預(yù)計到2025 年，四川風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機容量將超過3200 萬kW。

1.2.2 低碳政策支持

為深入貫徹落實國家鋼鐵產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、“雙碳”戰(zhàn)略決策，充分發(fā)揮四川省清潔能源優(yōu)勢、電爐煉鋼產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢，四川省政府、省生態(tài)環(huán)境廳于2022 年12 月發(fā)布《開展電爐短流程煉鋼高質(zhì)量發(fā)展引領(lǐng)工程的實施方案》，從產(chǎn)業(yè)布局、綠色發(fā)展、原料保障、科技創(chuàng)新等方面提出目標(biāo)和要求，先行先試開展高質(zhì)量發(fā)展引領(lǐng)工程，積極發(fā)揮示范效應(yīng)，助力鋼鐵行業(yè)低碳高質(zhì)量發(fā)展，如期實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

1.3 存在問題及挑戰(zhàn)

1.3.1 廢鋼資源保障不足，行業(yè)發(fā)展待進一步規(guī)范

成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈的建設(shè)帶來豐富的廢鋼資源，但在廢鋼原料需求和供應(yīng)方面，目前四川省短流程煉鋼資源依舊偏緊，依然屬于廢鋼資源輸入型市場。據(jù)四川省鋼材流通協(xié)會統(tǒng)計，四川省約有2000余家廢鋼加工企業(yè)，主要分布在成都、德陽、瀘州、綿陽、宜賓、雅安等地區(qū)，以小型民營企業(yè)和個體戶為主，存在著規(guī)模小、分部散、管理亂、技術(shù)水平滯后、設(shè)備陳舊、效率低下等諸多痛點。同時，也引起廢鋼質(zhì)量參差不齊、分揀技術(shù)及分類不過關(guān)導(dǎo)致廢鋼規(guī)格雜亂的問題，嚴重影響電爐鋼的品質(zhì)。

1.3.2 能源管理水平待增強，科技水平待提升

環(huán)保減污方面，鋼鐵超低排放改造已列入國家“十四五”102 項重大工程，也納入了污染防治攻堅戰(zhàn)考核，但目前四川省的短流程煉鋼企業(yè)均未完成超低排放改造。能效水平方面，目前四川省僅有一半短流程煉鋼企業(yè)達到能效標(biāo)桿水平，清潔能源使用比例70%，節(jié)能降碳工藝技術(shù)推廣性不強，先進高效設(shè)備普及度不高，能源管理水平有待增強?？萍紕?chuàng)新方面，目前四川省還沒有智能制造試點示范企業(yè)，也未發(fā)布電爐短流程煉鋼技術(shù)專利，電爐煉鋼的裝備水平、工業(yè)技術(shù)還有較大提升空間。

1.3.3 產(chǎn)業(yè)布局分散，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一

從產(chǎn)業(yè)布局來看，目前四川省短流程煉鋼在成都、攀枝花、瀘州、德陽、綿陽、遂寧、樂山、達州、雅安、眉山等地均有生產(chǎn)基地，雖然先行推動8 家短流程煉鋼企業(yè)整合成立冶控集團，但集團對子公司間沒有交叉股權(quán)，四川省的短流程煉鋼企業(yè)仍存在分散分布的問題。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，廢鋼企業(yè)在除銹、去雜、分選、精選等工藝的欠缺，導(dǎo)致入爐廢鋼質(zhì)量較低、規(guī)格雜亂，加上電爐煉鋼發(fā)展水平較為滯后，銅、鎳、鉛、鋅等有害元素?zé)o法通過吹氧進行去除，無法滿足高附加值、高潔凈度的高端產(chǎn)品需求，產(chǎn)品以釩鈦高強度建筑鋼材為主，產(chǎn)品種類單一、競爭力不強。

2 綠色發(fā)展路徑

2.1 提升廢鋼加工能力，規(guī)范廢鋼企業(yè)管理

廢鋼是實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)“雙碳”目標(biāo)的重要戰(zhàn)略資源，目前四川省已形成了1100萬t 廢鋼加工能力。為進一步滿足四川省短流程煉鋼原料供應(yīng)，一是依托成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈建設(shè)，加強與重慶、西南地區(qū)廢鋼資源合作，通過廢鋼的廣泛收購，為四川省短流程煉鋼企業(yè)提供原料保障；二是積極推進廢鋼回收加工配送中心建設(shè)，鼓勵汽車拆解中心與短流程煉鋼企業(yè)建立長期穩(wěn)定的供應(yīng)合作關(guān)系，培養(yǎng)一批滿足廢鋼加工行業(yè)準(zhǔn)入條件要求的優(yōu)質(zhì)企業(yè)。

持續(xù)推動廢鋼產(chǎn)業(yè)規(guī)范化發(fā)展，要求新入廢鋼加工企業(yè)嚴格執(zhí)行《廢鋼鐵加工行業(yè)準(zhǔn)入條件》，鼓勵建設(shè)信息化管理系統(tǒng)，對廢鋼鐵的回收、加工、運輸?shù)冗^程實現(xiàn)智慧化、數(shù)字化、智能化管理。探索區(qū)塊鏈的先進模式，推動廢鋼資源向滿足準(zhǔn)入條件的企業(yè)聚集，通過剪切、破碎、分選等工藝規(guī)范加工后進入下游短流程煉鋼生產(chǎn)。加快已建廢鋼企業(yè)智慧化、高端化、綠色化工藝設(shè)備升級改造，鼓勵研發(fā)廢鋼智能判級系統(tǒng)，智能識別出不滿足條件的廢鋼、雜質(zhì)、異物等，并對易燃易爆物品、密閉容器、半密閉容器、有毒有害物品等危險物品做出預(yù)警。推進破碎機、剪切機等重點用能設(shè)備升級改造，選用先進高效的節(jié)能電機，合理配置電機功率，減少能源浪費。

2.2 先進示范工程引領(lǐng)，產(chǎn)業(yè)集約高端發(fā)展

2.2.1 推動短流程煉鋼產(chǎn)品高端升級

圍繞下游傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過原料質(zhì)控，工藝設(shè)備升級和數(shù)字化、智能化水平提升，立足攀長特和罡宸不銹鋼產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，加大力度研發(fā)生產(chǎn)優(yōu)鋼、特鋼和高端不銹鋼產(chǎn)品，重點發(fā)展高端建筑用鋼、高端汽車及裝備制造業(yè)特鋼、高端航空航天航海領(lǐng)域材料、核電用鋼、先進軌道交通用鋼、精品不銹鋼，不斷提高高端產(chǎn)品供給率。

2.2.2 推進短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)集約化發(fā)展

嚴格執(zhí)行產(chǎn)能置換政策，通過兼并重組、改造提升，進一步優(yōu)化整合成都、瀘州、德陽、綿陽、遂寧、達州、雅安、攀枝花、樂山、眉山地區(qū)的短流程煉鋼生產(chǎn)基地，推進基地間協(xié)同制造，加快綠色化、智能化、循環(huán)化轉(zhuǎn)型，形成網(wǎng)絡(luò)化、分布式布局，建設(shè)技術(shù)水平先進、競爭力強的短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)集群。

2.2.3 積極打造上下游產(chǎn)業(yè)合作鏈

圍繞現(xiàn)有短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)，支持搭建供需平臺，合理布局上游廢鋼回收加工、原輔料（石灰、鐵合金等）生產(chǎn)、關(guān)鍵設(shè)備材料（石墨電極、耐火材料等）制造，下游鋼材深加工、資源綜合利用企業(yè)，實現(xiàn)上中下游全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同共生、耦合發(fā)展。推動短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)與廢鋼資源循環(huán)利用體系融合發(fā)展，構(gòu)建清潔、高效、綠色、循環(huán)的低碳煉鋼生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。

2.2.4 培育打造短流程煉鋼高質(zhì)量發(fā)展引領(lǐng)工程

加大短流程煉鋼行業(yè)龍頭企業(yè)培育力度，立足產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和上下游供需結(jié)構(gòu)，激發(fā)企業(yè)自主創(chuàng)新動力，推動有實力的大型企業(yè)實施并購重組，培育一批創(chuàng)新型中小企業(yè)、專精特新“小巨人”，推動冶控集團等有實力的企業(yè)創(chuàng)建國際化大企業(yè)、大集團，龍頭引領(lǐng)帶動全行業(yè)低碳高質(zhì)量發(fā)展。

2.3 持續(xù)推進節(jié)能降碳，全面實施清潔生產(chǎn)

以節(jié)能降碳和智能化升級為抓手，從提升清潔能源利用水平、工藝設(shè)備提檔升級、完善能源管理等方面，對四川省短流程煉鋼深入實施綠色低碳升級改造。充分利用“三州一市”風(fēng)能、太陽能等資源優(yōu)勢，鼓勵有條件的短流程煉鋼企業(yè)發(fā)展分布式光伏，推進電爐煙氣余熱利用，實現(xiàn)多能高效互補利用。加快推廣普及廢鋼分選處理、連續(xù)加料預(yù)熱、電極自動調(diào)節(jié)、多功能氧燃燒嘴和復(fù)合噴碳穩(wěn)定造泡沫渣、平熔池和長壽爐齡、底吹技術(shù)等電爐高效化生產(chǎn)技術(shù)，爐殼保溫節(jié)能、低熱值廢水余熱利用、含鋅除塵灰提取高品質(zhì)附加物、爐渣改質(zhì)利用等綠色低碳工藝，廢鋼和爐料配料、電極智能調(diào)節(jié)、多功能機器人、熔池溫度連續(xù)測量、泡沫渣檢測和液面監(jiān)測控制、爐氣在線分析、終點控制、一鍵式電爐煉鋼等智能控制技術(shù)[5]。選用節(jié)能高效設(shè)備，持續(xù)推動變壓器、風(fēng)機、泵、空壓機、電機等重點用能設(shè)備升級改造，鼓勵節(jié)能技術(shù)裝備創(chuàng)新和數(shù)字化升級，淘汰低能效生產(chǎn)設(shè)備。推動企業(yè)建立健全能源管理體系，采用合同能源管理、能源托管等模式實施改造，打造“節(jié)能降碳標(biāo)桿企業(yè)”。

強化源頭減量、過程控制和末端高效治理相結(jié)合的系統(tǒng)減污理念，致力于生產(chǎn)和環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展，推進短流程煉鋼企業(yè)廠房集約化、原料無害化、生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化，積極推行清潔生產(chǎn)和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟。深度落實《關(guān)于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》（環(huán)大氣[2019]35 號）文件要求，從有組織排放、無組織排放和大宗物料產(chǎn)品清潔運輸3 方面，選用減污降碳協(xié)同治理環(huán)保設(shè)備，加強企業(yè)污染排放監(jiān)測監(jiān)控工作，推進四川省短流程煉鋼企業(yè)全面達標(biāo)排放。

2.4 強化創(chuàng)新能力建設(shè)，加強制度設(shè)計支撐

構(gòu)建“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新體系，建設(shè)一批短流程煉鋼制造業(yè)創(chuàng)新中心，突破一批電爐短流程煉鋼智能制造關(guān)鍵共性技術(shù)，加快新技術(shù)、新工藝、新裝備應(yīng)用，重點發(fā)展擁有核心技術(shù)的新型電爐裝備。堅持以數(shù)字化變革催生發(fā)展新動能，以“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”推動短流程煉鋼裝備聯(lián)網(wǎng)、關(guān)鍵工序數(shù)控化，建設(shè)自動化倉儲系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)化管理系統(tǒng)，提高對原料和成品的自動化管理及控制，對生產(chǎn)過程中的溫度、壓力、流量等參數(shù)進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，促進產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化、生產(chǎn)效率提升。

優(yōu)化電爐短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，完善支持全廢鋼電爐短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施，從強化原料供給、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展、減污降碳協(xié)同等方面，積極推動四川省短流程煉鋼行業(yè)的綠色高質(zhì)量發(fā)展。探索建立適合四川省短流程煉鋼行業(yè)的綠色低碳標(biāo)準(zhǔn)及績效評價標(biāo)準(zhǔn)體系，鼓勵重點企業(yè)積極參與工業(yè)綠色低碳發(fā)展行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，夯實鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)體系基礎(chǔ)。加強企業(yè)社會責(zé)任建設(shè)，鼓勵企業(yè)披露資源能源消耗、碳排放、清潔生產(chǎn)審核、污染防治等信息。

結(jié)語

短流程煉鋼綠色低碳發(fā)展對于實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。盡管四川省擁有短流程煉鋼產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)優(yōu)勢、清潔能源優(yōu)勢和低碳政策支持優(yōu)勢，但仍存在廢鋼資源保障不足、廢鋼行業(yè)不規(guī)范、綠色低碳發(fā)展空間大、科技創(chuàng)新能力不足、產(chǎn)業(yè)布局分散、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一等一系列問題。本文從廢鋼資源保障、產(chǎn)業(yè)集約高端發(fā)展、節(jié)能降碳升級、環(huán)保減污改造、創(chuàng)新能力建設(shè)、頂層設(shè)計支撐等方面，提出了四川省短流程煉鋼綠色發(fā)展路徑建議，助力四川省打造成為世界領(lǐng)先的電爐短流程鋼鐵基地。