梅鋼低碳減排舉措思考

閆磊

（上海梅山鋼鐵股份有限公司，江蘇南京 210039）

前言

鋼鐵行業(yè)作為能源消耗高密集型行業(yè)，是制造業(yè)31 個(gè)門類中碳排放量大戶，占全國(guó)碳排放總量15%左右［1］。梅鋼作為寶鋼股份四基地之一，立足長(zhǎng)三江，位于南京都市圈西南郊，是南京市重點(diǎn)能耗大戶。為順應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)、把握新發(fā)展機(jī)遇、應(yīng)對(duì)發(fā)展挑戰(zhàn)。梅鋼積極落實(shí)中國(guó)寶武2023 年前碳達(dá)峰、2025 年具備減碳30%工藝技術(shù)能力，2035 年力爭(zhēng)減碳30%，2050 年力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)碳中和的工作總要求，積極謀劃推進(jìn)，切實(shí)承擔(dān)起作為寶鋼股份最強(qiáng)勁增長(zhǎng)極應(yīng)盡的責(zé)任義務(wù)。

1 梅鋼碳排放現(xiàn)狀

碳足跡全流程跟蹤梳理，摸清現(xiàn)有生產(chǎn)工藝流程、能源結(jié)構(gòu)情況下年排放總量及排放強(qiáng)度，是低碳減排工作基礎(chǔ)。依據(jù)《中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南》梳理梅鋼近幾年碳排放量，碳排放總量分直接排放包括化石燃料、生產(chǎn)過(guò)程，間接排放主要包括外購(gòu)電力等，測(cè)算方式見(jiàn)表1。

表1 碳排放計(jì)算

梅鋼歷年碳排放情況匯總見(jiàn)表2。梅鋼年排放CO2總量約1 400 萬(wàn)t，以長(zhǎng)流程為主的日、韓及臺(tái)灣中鋼等噸鋼CO2排放約2 t。梅鋼作為長(zhǎng)流程鋼鐵企業(yè)，噸鋼排放約1.9 t強(qiáng)度處于平均水平。

表2 碳排放統(tǒng)計(jì)

2 梅鋼低碳發(fā)展應(yīng)對(duì)舉措

2.1 高層重視、統(tǒng)籌推進(jìn)

公司領(lǐng)導(dǎo)高度重視頂層布局，統(tǒng)籌推進(jìn)梅鋼低碳工作。成立了公司低碳辦公室。強(qiáng)化機(jī)制建設(shè)，結(jié)合國(guó)家碳市場(chǎng)減碳力度，科學(xué)制訂規(guī)劃期碳減排目標(biāo)及路徑。推動(dòng)綠色布局、提升能效、優(yōu)化用能及流程結(jié)構(gòu)，突破性低碳技術(shù)根據(jù)外部條件適時(shí)推進(jìn)落地。

加強(qiáng)交流合作拓展視野，加強(qiáng)與國(guó)內(nèi)優(yōu)秀同行技術(shù)交流、增進(jìn)低碳研究院交流頻次、增加科研院校技術(shù)合作、增強(qiáng)政府部門良好互動(dòng)。

低碳辦公室積極與技術(shù)中心、規(guī)劃科技部、投資管理部及各節(jié)能主體廠部做好溝通協(xié)調(diào)，摸清家底、規(guī)劃先行、階段推進(jìn)、投資保障，協(xié)調(diào)各方資源、調(diào)動(dòng)各方積極，以期低碳技術(shù)高目標(biāo)規(guī)劃、高標(biāo)準(zhǔn)落地。

2.2 能效高效提升、極致碳利用效率

能效提升降碳是現(xiàn)行技術(shù)裝備條件下最重要綠色低碳路徑，也是最可行技術(shù)手段。深挖余能回收潛力，提升能源轉(zhuǎn)換和利用效率，大幅降低能源消耗強(qiáng)度，嚴(yán)控能源消耗總量。持續(xù)能效提升，達(dá)到固體燃料之外能效提升20%目標(biāo)。

（1）全工序加大節(jié)能力度、推進(jìn)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用

低碳第一步各工序節(jié)能現(xiàn)狀梳理，動(dòng)員全工序識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)節(jié)能潛力，工序?qū)用鎸?duì)標(biāo)優(yōu)秀同行先進(jìn)技術(shù)，梳理公司低碳技術(shù)，評(píng)測(cè)技術(shù)成熟程度。以各工序?yàn)橹黧w申報(bào)節(jié)能項(xiàng)目，啟動(dòng)前期發(fā)展前景不明而暫緩的各類能源項(xiàng)目。按照技術(shù)成熟度、投資回報(bào)期、實(shí)施難易度排出優(yōu)先順序。便于公司低碳推進(jìn)決策。

（2）低溫余熱再利用、推動(dòng)低溫余熱應(yīng)收盡收

梳理公司低溫余熱資源，匯總低溫余熱回收現(xiàn)狀、品質(zhì)種類、回收潛力，對(duì)標(biāo)國(guó)內(nèi)同行，國(guó)際先進(jìn)回收能力，啟動(dòng)梅鋼新一輪低溫回收應(yīng)收盡收建設(shè)高潮。低溫余熱深度、廣度縱深推動(dòng)：燒結(jié)礦顯熱、焦?fàn)t荒煤氣顯熱、高爐渣顯熱、廢鋼預(yù)熱顯熱等工藝源頭余熱高效回收。推廣應(yīng)用鐵鋼界面銜接、鋼軋界面銜接等先進(jìn)工藝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)和流程結(jié)構(gòu)低碳轉(zhuǎn)型。

（3）爐窯能效提升、提升能源利用效率

爐窯能耗及蒸汽回收水平，反應(yīng)能源管理水平，是重點(diǎn)用能、余能回收核心用戶。梳理燃?xì)馊紵詣?dòng)控制現(xiàn)狀、高效換熱器應(yīng)用、燃燒煙氣殘氧調(diào)節(jié)、設(shè)備漏風(fēng)狀況等現(xiàn)狀，形成爐窯能效提升專項(xiàng)清單。實(shí)施一批改造項(xiàng)目，1780熱軋1～3#加熱爐更換板式空氣換熱器節(jié)約熱軋燃?xì)?%；高爐熱風(fēng)爐智能燃燒、智慧爐窯、5#燒結(jié)環(huán)冷新型翻轉(zhuǎn)卸料式改造，采用新型翻轉(zhuǎn)卸料式環(huán)冷機(jī)對(duì)原環(huán)冷機(jī)進(jìn)行改造，翻轉(zhuǎn)卸料式環(huán)冷機(jī)上下密封均采用水密封形式，降低燒結(jié)漏風(fēng)率從25%將至5%以下，噸礦蒸汽回收從80 kg/t 提升至100 kg/t 以上，降低CO2量1.33 萬(wàn)t、提高熱軋熱裝比70%以上，強(qiáng)化連鑄熱軋熱裝熱送，目標(biāo)熱軋熱裝率600 ℃達(dá)到80%，不斷完善板坯堆放原則，減少板坯在庫(kù)溫降截止4 月底熱裝比65.2%；大型焦?fàn)t用新型高導(dǎo)熱高致密硅磚節(jié)能技術(shù)、低溫?zé)Y(jié)工藝技術(shù)、厚料層燒結(jié)技術(shù)、燒結(jié)煙氣循環(huán)技術(shù)，將燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的部分煙氣再次引入燒結(jié)過(guò)程循環(huán)使用，從而減少燒結(jié)煙氣排放量，在循環(huán)的過(guò)程中利用脫硫脫硝工藝脫除污染物，同時(shí)利用煙氣中的熱量，達(dá)到節(jié)能和減排雙重目的。

（4）以智慧化、精品化實(shí)現(xiàn)極致碳利用效率

以數(shù)智化系統(tǒng)打破時(shí)空邊界，跨越管理邊界、推動(dòng)工序互聯(lián)共享，實(shí)現(xiàn)資源能源高效利用。把降碳作為源頭治理的“牛鼻子”，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、加大節(jié)能環(huán)保技術(shù)投入。針對(duì)水系統(tǒng)提高利用率、降低排放。分系統(tǒng)濃縮倍數(shù)提升、串級(jí)用水、廢水深度處理、智慧水系統(tǒng)，通過(guò)信息技術(shù)與硬件、軟件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)集約化按需供水，定制高效水泵，進(jìn)一步提升設(shè)備運(yùn)行效率。電力節(jié)電技術(shù)突破、變頻相輔。熱軋高壓變頻調(diào)速技術(shù)、加熱爐高溫排煙風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)、煤氣加壓機(jī)變頻技術(shù)、高效水泵、節(jié)能燈照明、熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)變頻技術(shù)。

2.3 極致鐵鋼比、提升廢鋼利用

極致鐵鋼比生產(chǎn)，是梅鋼千萬(wàn)噸精品鋼鐵基地與碳達(dá)峰、碳中和有機(jī)結(jié)合的最重要途徑。極致鐵鋼比生產(chǎn)組織將是梅鋼中長(zhǎng)期降碳首要措施之一。鐵鋼比降低0.01，噸鋼綜合能源下降約0.3%，由能源消耗引起的CO2排放降低約0.6%［2］。目前世界上粗鋼生產(chǎn)中約30%是電爐煉鋼，其余基本是長(zhǎng)流程高爐—轉(zhuǎn)爐煉鋼。美國(guó)1.2億噸鋼，60%以上是電爐鋼，噸鋼CO2排放1.19 t；歐盟國(guó)家40%電爐鋼，噸鋼CO2排放1.6 t；亞洲地區(qū)粗鋼生產(chǎn)以長(zhǎng)流程為主，日、韓及臺(tái)灣中鋼等噸鋼CO2排放約2 t。梅鋼粗鋼生產(chǎn)以長(zhǎng)流程為主，目前噸鋼CO2排放約1.9 t。

提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比等技術(shù)研究和應(yīng)用，加強(qiáng)廢鋼資源回收利用。實(shí)施氧槍二次燃燒、魚(yú)雷罐廢鋼預(yù)熱、廢鋼間廢鋼預(yù)熱、倒罐站廢鋼預(yù)熱、精煉爐廢鋼預(yù)熱等多點(diǎn)廢鋼預(yù)熱、轉(zhuǎn)爐低溫出鋼LF 爐補(bǔ)熱、電弧爐廢鋼熔化短流程等技術(shù)，未來(lái)三年梅鋼鐵鋼比具備0.76能力。

2.4 拓展清潔能源、實(shí)現(xiàn)零碳生產(chǎn)

加快綠能替代是未來(lái)碳達(dá)峰和碳中和主要出路，也是未來(lái)能源革命和轉(zhuǎn)型根本要求。加大加快綠能替代重點(diǎn)光伏發(fā)電。盡早啟動(dòng)光伏二期項(xiàng)目，梳理公司范圍內(nèi)適宜安裝光伏板剩余廠房。結(jié)合環(huán)保增加廠房統(tǒng)籌考慮，環(huán)保項(xiàng)目新增廠房封閉原則上全部輻射光伏板。盡快構(gòu)建以新能源為主綠色低碳能源體系。

（1）梅鋼一期20 MW，年發(fā)電1 350～1 500 萬(wàn)kWh，2021 年立項(xiàng)光伏發(fā)電二期項(xiàng)目預(yù)計(jì)60 MW，年發(fā)電5 000萬(wàn)kWh，年持續(xù)降低CO2排放3.42萬(wàn)t。

（2）電解水制氫與儲(chǔ)能項(xiàng)目。研究外排回用水電解制氫達(dá)到降低外排廢水、制氫技術(shù)路線。研究?jī)?chǔ)能項(xiàng)目，為峰谷平電價(jià)、尖峰負(fù)荷保供提供技術(shù)支撐。

（3）不斷提高生物質(zhì)等清潔能源比例，加大生物質(zhì)炭替代蘭炭噴吹高爐技術(shù)研究應(yīng)用，推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)清潔低碳化。

（4）高爐噴吹焦?fàn)t煤氣技術(shù)：高爐噴吹富氫物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高爐部分還原劑以氫代替碳。以2#高爐風(fēng)口噴吹焦?fàn)t煤氣50 m3/t鐵，CO2減排9.93萬(wàn)t。

（5）公司范圍樹(shù)立全員減碳意識(shí)。推動(dòng)全體員工低碳生活養(yǎng)成，鼓勵(lì)綠色出行、光盤行動(dòng)、垃圾分類、植樹(shù)造林、視頻會(huì)議等低碳行動(dòng)。

2.5 融入寶武低碳布局、借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)

寶武作為鋼鐵核心企業(yè)積極發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，正推動(dòng)成立全球綠色低碳冶金聯(lián)盟并建立相應(yīng)基金，加大資金投入研究開(kāi)發(fā)多項(xiàng)低碳技術(shù)；開(kāi)展鋼鐵工業(yè)前瞻性、顛覆性、突破性創(chuàng)新技術(shù)的研究。

跟蹤寶武突破性低碳技術(shù)，引領(lǐng)新型低碳發(fā)展，注重科技創(chuàng)新，借鑒國(guó)外先進(jìn)低碳技術(shù)，重點(diǎn)圍繞“以氫代煤”關(guān)鍵冶煉技術(shù)的突破、頂煤氣循環(huán)氧氣高爐、純氫冶金氣基豎爐、碳利用、微波燒結(jié)、小球燒結(jié)、燒結(jié)煙氣循環(huán)。

跟蹤關(guān)注全球鋼鐵工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈降碳策略和技術(shù)進(jìn)展，包括低碳工藝改革、能源結(jié)構(gòu)改革、可再生能源利用、能效提升先進(jìn)技術(shù)研發(fā)、溫室氣體排放控制與處置利用技術(shù)，二氧化碳捕獲、封存及利用技術(shù)（CCS&U 技術(shù)）等。研發(fā)、應(yīng)用考慮經(jīng)濟(jì)成本推廣先進(jìn)技術(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

綠色低碳事關(guān)企業(yè)持續(xù)發(fā)展，需久久為功，持續(xù)發(fā)力。進(jìn)一步聚焦難點(diǎn)短板、明確目標(biāo)要求，扎實(shí)推進(jìn)，以最高認(rèn)識(shí)、最強(qiáng)措施、最硬責(zé)任、最嚴(yán)管理，打造梅鋼綠色發(fā)展典范。節(jié)能、控煤、減碳、循環(huán)是實(shí)現(xiàn)綠色、和諧發(fā)展的重要標(biāo)志。面對(duì)減排、減碳?jí)毫?，低碳發(fā)展已是必須認(rèn)真對(duì)待的十分緊迫問(wèn)題。低碳轉(zhuǎn)型已成為梅鋼新一輪高質(zhì)量發(fā)展重要抓手，加大先進(jìn)低碳技術(shù)研發(fā)力度，加強(qiáng)與寶武低碳技術(shù)交流合作，及時(shí)掌握政策發(fā)展方向，制定務(wù)實(shí)低碳發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，通過(guò)低碳轉(zhuǎn)型，贏得更廣闊發(fā)展空間。