經(jīng)濟觀察報 記者 李紫宸 中國寶武計劃，以2020年為基準，2035年降低碳排放30%至每噸鋼1.3噸，到2050年實現(xiàn)碳中和，這比國家的碳中和整體計劃中時間目標要提早10年。

作為一個部門占全國約20%能耗和碳排放（直接和間接）的行業(yè)，中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)不啻為國家碳中和版圖上的一支“大動脈”，而作為中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的旗艦企業(yè)，中國寶武集團則是中國行業(yè)碳減排行動的探路者。

中國寶武黨委書記、董事長陳德榮在不久前的一次會上介紹：中國寶武碳中和冶金技術(shù)主要包括極致能效、富氫碳循環(huán)高爐、氫基豎爐、近終形制造、冶金資源循環(huán)利用和碳回收及利用等六方面，這些共同構(gòu)成了中國寶武碳中和冶金技術(shù)路線圖。

不過，他也認為，基于中國寶武的產(chǎn)業(yè)布局較多，且由于各鋼鐵基地的能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有較大差別，資源、環(huán)境條件差異很大，碳排放強度差別較大，中國寶武不可能用一兩種方式來實現(xiàn)整個集團的鋼鐵轉(zhuǎn)型發(fā)展，碳減排對中國寶武有著比同行更嚴峻的挑戰(zhàn)。

一些行業(yè)人士認為，盡管鋼鐵行業(yè)的碳中和任務(wù)似乎“車到山前”，但鋼鐵的降碳又面臨諸多重大的現(xiàn)實挑戰(zhàn)，這既包括技術(shù)層面也涉及到政策層面。此外，關(guān)于碳中和過程中產(chǎn)業(yè)的全球競爭力問題更需要思考和面對：中國鋼鐵工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，在過去幾十年形成了顯著的成本優(yōu)勢，但未來如何在艱巨的減碳任務(wù)下繼續(xù)保持這樣的競爭力？

寶武的碳中和技術(shù)路線

素被外界稱為“中國鋼鐵航母”的中國寶武集團，其碳達峰碳中和行動方案究竟是怎樣的？

2021年11月18日，在由中國寶武倡議并聯(lián)合全球鋼鐵業(yè)及生態(tài)圈伙伴單位共同發(fā)起“全球低碳冶金創(chuàng)新聯(lián)盟”上，中國寶武黨委書記、董事長陳德榮對此向外界做了介紹。

陳德榮說，中國寶武已經(jīng)向社會承諾，以2020年為基準，2035年降低碳排放30%至每噸鋼1.3噸，力爭2050年實現(xiàn)碳中和，這個目標不會變。今年年初，中國寶武曾向黨中央報告了中國寶武關(guān)于推進碳達峰、碳中和工作及低碳冶金的有關(guān)情況。

從技術(shù)層面看，中國寶武碳中和冶金技術(shù)主要包括:極致能效、富氫碳循環(huán)高爐、氫基豎爐、近終形制造、冶金資源循環(huán)利用和碳回收及利用等六方面的內(nèi)容。將這六個方面的技術(shù)組合在一起，就形成了中國寶武碳中和冶金技術(shù)路線圖。

具體來說，首先是富氫碳循環(huán)高爐工藝，從微波燒結(jié)、新型爐料到碳循環(huán)高爐，高爐出來的煤氣進行CO和CO2的分離，富集的CO連同氫氣回到風口循環(huán)，CO2進行利用。其二是氫基豎爐工藝，通過可再生能源發(fā)電制氫，氫基豎爐還原鐵礦石再接電爐，形成氫冶金碳中和流程。

這個流程當中，考慮到豎爐對球團礦的品位要求非常高，要65%以上，這對于未來鋼鐵爐料構(gòu)成了比較大的挑戰(zhàn)。低品位爐料通過氫基豎爐直接還原后，直接進電爐或者其他的冶金熔爐里進行渣鐵分離的時候，渣量會非常大，一般的傳統(tǒng)的電爐難以承受?？梢酝ㄟ^特殊的電爐進行渣鐵分離，形成鐵水跟轉(zhuǎn)爐進行連接，走傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐、連鑄、軋鋼的流程。這兩條主要的工藝路線加上碳資源綜合利用以及電加熱等，形成了中國寶武的碳中和技術(shù)路線。

中國寶武中央研究院院長助理、低碳冶金創(chuàng)新中心副主任毛曉明認為，富氫碳循環(huán)高爐，這是中國寶武歷經(jīng)數(shù)年開發(fā)的獨門絕技之一，也是最有希望在世界冶金史上留下寶武印記的技術(shù)?，F(xiàn)代高爐煉鐵工藝已十分成熟，無論是熱效率還是產(chǎn)能規(guī)模，在當今冶金界都找不到比高爐更優(yōu)秀的反應器，中國廢鋼保有量和循環(huán)量較少，采用電爐短流程低碳工藝不足以保障國民經(jīng)濟對鋼鐵產(chǎn)品量的需求，高爐流程短時間內(nèi)還將是中國鋼鐵工業(yè)的主流流程，中國寶武更是近94%的流程都是高爐長流程，總資產(chǎn)以數(shù)千億計。如果高爐流程不能延續(xù)了，那寶武數(shù)千億計的長流程資產(chǎn)將歸零，這對寶武整個資產(chǎn)的保值將會帶來巨大壓力。“高爐之所以碳排放高，是因為高爐需要以煤制備成的大塊焦炭作為骨架、還原劑和熱源，由于受化學反應平衡限制，氣相中需要保持過剩的CO，因此碳的利用率有限制，爐頂氣體中還含有很大一部分CO，中國寶武在探索的富氫碳循環(huán)高爐技術(shù)可以有效地解決這個問題。八一鋼鐵的富氫碳循環(huán)高爐已完成了一期和二期的中試試驗，明年將開展第三期的試驗。目前實驗結(jié)果表明，以富氫碳循環(huán)為主要技術(shù)手段，最大程度利用碳的化學能，以降低高爐還原劑比為方向，加上綠色電加熱和原料綠色化技術(shù)措施，完全具有實現(xiàn)高爐流程大幅減碳的潛力，有望繼續(xù)延續(xù)高爐的輝煌。”毛曉明在數(shù)天之前的一次會上說。

根據(jù)中國寶武的主要技術(shù)減排潛力和部署時間表，在2035年之前，極致能效可實現(xiàn)減排3-5%，冶金資源循環(huán)可實現(xiàn)減排10-20%，近終形制造減碳5-10%，富氫碳循環(huán)高爐減碳30-50%，2050年之前，氫基豎爐減碳50-90%，碳回收及利用減碳30-50%。

陳德榮說，要實現(xiàn)鋼鐵的碳中和，絕對不是靠一兩項技術(shù)就可以實現(xiàn)的，可能需要多項技術(shù)的有機組合才能夠達到。得出的減排潛力目前只是寶武的研究結(jié)果，希望在今后的實踐當中一步一步得到證實。富氫碳循環(huán)高爐的減碳能力我們考慮30-50%，但實際富氫碳循環(huán)高爐減碳的潛力應該比這還要高一點。

低碳行動

從2015年開始，中國寶武就開始了低碳冶金的探索。最早從冶金煤化工耦合起步，試圖把冶金過程產(chǎn)生的煤氣制成化工產(chǎn)品，來減少CO2的排放，后面到 COREX（一種煉鋼工藝）的創(chuàng)新，再到目前的全面展開，基本上和巴黎協(xié)定同步。

目前來看，寶武的低碳行動在制造、產(chǎn)品到產(chǎn)業(yè)上均有所表現(xiàn)。

從制造上看，八一鋼鐵的富氫碳循環(huán)試驗高爐是一個案例。據(jù)介紹，到今年為止，富氫碳循環(huán)高爐實現(xiàn)了50%的富氧率。現(xiàn)在是半氧，同時在風口試驗了用COREX分離的煤氣和焦爐煤氣在風口噴吹，從而實現(xiàn)降碳的目的。除了現(xiàn)在已經(jīng)規(guī)劃的全氧富氫煤氣循環(huán)之外，寶武重點考慮在高爐前面進行光電氫的工廠建設(shè)，高爐后面進行CO2的化產(chǎn)品資源化利用產(chǎn)線建設(shè)，形成一個完整的430立方米級工業(yè)化的高爐碳中和示范產(chǎn)線。待實驗成功后，下一步準備在千立方米級的高爐進行拓展。

中國寶武的湛江鋼鐵建設(shè)了一個百萬噸級的氫基豎爐-電爐短流程零碳工廠，寶武希望超級電爐較常規(guī)的電爐能夠電耗降低20%以上，這其中涉及氫氣豎爐在內(nèi)的全產(chǎn)線超低碳技術(shù)應用。

此外，中國寶武計劃在新疆巴州建設(shè)綠色鋼鐵短流程示范項目，其中包括一個十幾平方公里的光伏電廠，由光伏電廠發(fā)綠電，進行全廢鋼電爐冶煉和薄帶連鑄軋制。目前已經(jīng)完成規(guī)劃，計劃明年開工建設(shè)。

在產(chǎn)品方面，中國寶武要求未來的產(chǎn)品必須是綠色的，將來綠色產(chǎn)品的技術(shù)方向?qū)性诟邚姸?、高耐蝕和高效能三個方面。

在產(chǎn)業(yè)方面，寶武計劃發(fā)展綠色能源產(chǎn)業(yè)，這包括在西北地區(qū)與地方政府合作建設(shè)綠色自備電廠，從而提高鋼廠競爭力。在東部沿海地區(qū)，可能建設(shè)海上風電、光電乃至沿海核電，與鋼鐵基地進行配套。

此外，減碳和涉及綠色金融產(chǎn)業(yè)。寶武近期成立了綠色低碳冶金創(chuàng)新基金，組建了500億元規(guī)模的碳中和基金，以助力寶武本身以及鋼鐵行業(yè)的低碳冶金發(fā)展。

壓力和挑戰(zhàn)

12月15日，在第二屆中國鋼鐵低碳發(fā)展目標與路徑研討會上，冶金工業(yè)規(guī)劃研究院低碳發(fā)展研究中心主任李冰評價寶武的低碳技術(shù)認為，寶武提到的極致能效，大部分技術(shù)被認為已經(jīng)是可行的。同時，在這方面諸多行業(yè)內(nèi)企業(yè)有低碳技術(shù)的提升空間。

李冰參與了相關(guān)部委對鋼鐵行業(yè)碳達峰實施方案編制的技術(shù)支撐工作。他認為，企業(yè)做達峰和降碳工作，包括氫冶金在內(nèi)的突破性技術(shù)，對低碳工作意義很大。此外，包括余熱余能自發(fā)電力的提升、數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型、用能和流程結(jié)構(gòu)里原燃料結(jié)構(gòu)優(yōu)化、可再生能源利用、廢鋼資源利用和構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈等，每個企業(yè)，可挖掘的點不同。

李冰同時表示，低碳是一個新事物，不管是標準體系還是碳交易體系，能設(shè)計出好的制度創(chuàng)新體系，就會對達峰工作產(chǎn)生良好的促進作用。

清華-力拓資源能源與可持續(xù)發(fā)展聯(lián)合研究中心主任麻林巍說，鋼鐵行業(yè)碳減排牽連面廣，這些創(chuàng)新技術(shù)有很多超出了鋼鐵的范圍，涉及了能源、化工，甚至農(nóng)林業(yè)多個行業(yè)跟鋼鐵行業(yè)的整合，有些問題比如廢鋼、鋼鐵需求的引導控制，甚至涉及經(jīng)濟發(fā)展模式問題。

中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會科技環(huán)保部節(jié)能環(huán)保處處長陳麗云認為，鋼鐵行業(yè)和企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，其中之一是消費強度和行業(yè)產(chǎn)量規(guī)模對鋼鐵低碳的制約關(guān)系，產(chǎn)量規(guī)模取決于消費強度，在低碳技術(shù)沒有突破性進展的情況下，產(chǎn)量規(guī)模尚未達峰，相應地排放達峰也很難實現(xiàn)。

在陳麗云看來，碳達峰階段，提高能效減少化石能源消耗是非常重要的途徑，但是十幾年以來，鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排快速推進，設(shè)備的節(jié)能減排技術(shù)已經(jīng)有了很大的提高，目前到了節(jié)能瓶頸期，需要深層次的技術(shù)創(chuàng)新來支撐后續(xù)的碳達峰和碳中和目標。

另外，陳麗云表示，鋼鐵行業(yè)還面臨碳排放和污染物控制同時進行的難題。“現(xiàn)在鋼鐵企業(yè)都在做超低排放改造，我們面臨世界最嚴的污染物排放標準，但現(xiàn)在污染物控制主要是末端治理，需要上很多的環(huán)保設(shè)施，而環(huán)保設(shè)施是企業(yè)耗能環(huán)節(jié)之一，是一個增碳因素。減碳和污染物減排共同進行，對企業(yè)也是一個挑戰(zhàn)。”陳麗云說。

力拓集團亞太地區(qū)高級技術(shù)總監(jiān)宋陽升在當天的討論中也認為，在制定和實施鋼鐵行業(yè)減碳政策和目標的過程中，有一個重大的問題不得不面對，即如何平衡鋼鐵工業(yè)的發(fā)展和減碳的關(guān)系。“世界鋼鐵協(xié)會預測，到2050年，有大概22億噸到26億噸鋼鐵需求，中國鋼鐵的產(chǎn)量在此期間不會有太大下降，這是因為中國的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化還在進行當中。中國鋼鐵工業(yè)經(jīng)過這么多年的發(fā)展，在過去幾十年形成了非常大的優(yōu)勢，成本為全世界最低，但如何在減碳的過程中保持鋼鐵的競爭力，這是非常重要的。”宋陽升說。