人類利用鋼鐵的歷史已經(jīng)超過4000年，但是發(fā)明和使用不銹鋼產(chǎn)品，則不到110年的時間。在過去幾十年中，不銹鋼的生產(chǎn)技術(shù)和應用領域取得了突飛猛進的發(fā)展，不銹鋼已經(jīng)滲透到人類社會活動的各個角落。

2020年中國鋼鐵行業(yè)碳排放量占全球鋼鐵碳排放總量的60%以上。我國鋼鐵行業(yè)碳排放量占全行業(yè)的15%，是僅次于電力行業(yè)的第二大碳排放源，是碳排放量最高的制造行業(yè)。這其中，不銹鋼產(chǎn)量約占鋼鐵行業(yè)的7%。因此，不銹鋼的低碳生產(chǎn)也十分必要。

不銹鋼的碳排放高嗎？

根據(jù)世界鋼鐵協(xié)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，僅比碳鋼高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，但是如果考慮到耐用性能，不銹鋼的環(huán)境優(yōu)勢更為明顯。”世界鋼鐵協(xié)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(jié)構(gòu)為例，為了實現(xiàn)150年的結(jié)構(gòu)壽命，如果使用鋁合金，每噸功能結(jié)構(gòu)在150年中需要排放8.5噸CO2，如果使用碳鋼，則只需排放4.3噸，而如果使用不銹鋼，僅需排放3.3噸。因此，采用不銹鋼有利于減少產(chǎn)品在整個生命周期中的環(huán)境影響，同時有利于實現(xiàn)全生命周期成本最小化，其超強的耐用性可以使產(chǎn)品的全生命周期成本比同類材料減少30%左右。

不銹鋼的低碳路徑是什么？

據(jù)了解，中國是全球不銹鋼的生產(chǎn)和消費中心，現(xiàn)在也是全球領先的不銹鋼技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新中心。2021年上半年，全球不銹鋼產(chǎn)量達到2903萬噸，創(chuàng)歷史新高，其中中國占56%，整個亞洲地區(qū)的產(chǎn)量比重更是達到70%，成為名副其實的全球不銹鋼生產(chǎn)中心。

“鋼鐵行業(yè)作為重點，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(jīng)濟’的挑戰(zhàn)。”冶金工業(yè)規(guī)劃研究院黨委書記、總工程師、俄羅斯自然科學院外籍院士李新創(chuàng)近日出席2021（第二屆）中國不銹鋼及特種合金新材料產(chǎn)業(yè)高端論壇時表示，鋼鐵行業(yè)要用積極的態(tài)度、科學的行動，在減碳中發(fā)展，發(fā)展中減碳。

“碳達峰、碳中和是我們進入新世紀20年代后面臨的全新的、歷史性的挑戰(zhàn)，鋼鐵的生產(chǎn)和應用技術(shù)面臨著革命性的更新?lián)Q代，對不銹鋼行業(yè)而言，機遇大于挑戰(zhàn)，不銹鋼和特種合金行業(yè)擁有更加光明的發(fā)展前景。”鐘紹良表示。

“紅土鎳礦冶煉不銹鋼的生產(chǎn)工藝使用大量的廢鋼、余熱發(fā)電，鐵水熱送、能源集中管理等多項節(jié)能措施，實現(xiàn)能耗總量及能耗強度雙控，達到了低碳生產(chǎn)的目的。”潘料庭表示，利用紅土鎳礦冶煉不銹鋼的工藝方法是充分正確的，但是現(xiàn)有的工藝結(jié)構(gòu)還不夠健全，還存在能源結(jié)構(gòu)高煤炭化、流程長、能耗高、裝備落后、生產(chǎn)過程能源利用低等問題。他建議，利用紅土鎳礦冶煉不銹鋼低碳生產(chǎn)應該遵循源頭削減、中間管控、末端治理的原則，可以細分為五大路線圖：結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝創(chuàng)新、裝備升級、資源循環(huán)、智慧管理。結(jié)構(gòu)優(yōu)化即圍繞原料、能源、產(chǎn)品、工藝等進行優(yōu)化，以達到最經(jīng)濟的成本；工藝創(chuàng)新就是新的科學技術(shù)成果對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)過程進行改革和創(chuàng)新；裝備升級就是把現(xiàn)有裝備升級達到節(jié)能化、大型化、智能化裝備水平；資源循環(huán)是對鋼鐵生產(chǎn)過程中的資源或副產(chǎn)品資源進行循環(huán)利用；智慧管理就是對整個生產(chǎn)過程及工藝實施基于大數(shù)據(jù)和云計算的協(xié)同管理模式。

潘料庭介紹，以原料結(jié)構(gòu)為例，在不銹鋼粗鋼產(chǎn)量中，短流程電爐煉鋼貢獻比一直較少。通過提高廢鋼使用比例，普碳鋼的廢鋼使用率約為30%，在現(xiàn)有不銹鋼的工藝流程中可以將更多的廢鋼融入到生產(chǎn)中。在工藝優(yōu)化上，現(xiàn)有燒結(jié)工藝返礦高，未來可以往燒結(jié)循環(huán)和小球燒結(jié)工藝方向改進。

具體針對不銹鋼行業(yè)的碳達峰及降碳路徑，李新創(chuàng)認為，應從六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(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、加大綠色物流，推廣全生命周期綠色產(chǎn)品以及更高水平供需動態(tài)平衡。二是節(jié)能及提升能效，通過推廣先進適用節(jié)能低碳技術(shù)、提高余熱余能自發(fā)電率以及數(shù)字化、智能化技術(shù)的應用等。三是優(yōu)化用能及流程結(jié)構(gòu) ，比如原燃料結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以及充分利用太陽能等新能源及可再生能源，提高廢鋼資源回收利用等。四是構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈 ，推進區(qū)域能源整合、提高固廢資源化利用、推動鋼化聯(lián)產(chǎn)。五是應用突破性低碳技術(shù)，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(shù)。六是制度建設和政策體系支撐。

李新創(chuàng)表示，創(chuàng)新推進不銹鋼行業(yè)碳達峰及碳減排，要充分統(tǒng)籌發(fā)展和減排、整體和局部、短期和中長期目標，根據(jù)不同區(qū)域特點、發(fā)展定位、產(chǎn)品工藝特點及綠色發(fā)展水平等，協(xié)調(diào)好行業(yè)發(fā)展的存量、增量和潛力間的關系。在推進過程中，發(fā)揮節(jié)能增效、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、技術(shù)革命性創(chuàng)新、數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型的作用，運用好減污降碳、 多行業(yè)協(xié)同效應以及碳市場的重要工具等。