不锈钢碳排放是高还是低？钢铁行业面临碳排放强约束，不锈钢行业更有机遇

在过去几十年中，不锈钢的生产技术和应用领域取得了突飞猛进的发展，不锈钢已经渗透到人类社会活动的各个角落。

 

当前，我国钢铁行业是仅次于电力行业的第二大碳排放源，是碳排放量最高的制造行业。这其中，不锈钢产量约占钢铁行业的7%，不锈钢的低碳生产也十分必要。

 

不锈钢的碳排放高吗？

 

超强的耐用性使产品全生命周期成本最小化

 

根据世界钢铁协会的测算，全球每吨钢的平均碳排放约为1.85吨，而不锈钢的吨钢碳排放约为2.23吨，比碳钢高0.4吨左右，其中64%即1.42吨是由铁合金作为原料带入的，0.47吨来自电力消耗。

 

“尽管每吨不锈钢的碳排放略高于碳钢，但如果考虑到耐用性能，不锈钢的环境优势更明显。”世界钢铁协会北京代表处首席代表钟绍良告诉记者。

 

以一个典型的建筑或机械结构为例，为实现150年的结构寿命，如果使用铝合金每吨功能结构在150年中需要排放8.5吨CO2，使用碳钢只需排放4.3吨，而使用不锈钢仅需排放3.3吨。

 

因此，采用不锈钢有利于减少产品在整个生命周期中的环境影响，同时有利于实现全生命周期成本最小化，其超强的耐用性可以使产品的全生命周期成本比同类材料减少30%左右。

 

不锈钢哪种工艺更低碳？

 

镍生铁工艺可提高产量，但也要遵循源头削减、中间管控、末端治理的原则

 

据广西北港新材料有限公司党委书记、董事长、总经理潘料庭介绍，不锈钢生产工艺分为高炉+转炉+AOD（氩氧脱碳法）法、电炉冶炼短流程法、烧结+高炉+AOD法以及RKEF（回转窑电炉）+AOD法4种主要工艺。

 

“2005年以前，不锈钢冶炼主要以高炉+转炉+AOD的生产工艺和利用废钢的电炉冶炼短流程生产工艺为主。2005年以后，以红土镍矿为原料，以烧结、高炉、回转窑、矿热炉为关键设备的镍生铁工艺出现，给不锈钢生产带来变革，也使得不锈钢产量得到提高，成本得到极大降低。”潘料庭介绍。

 

据世界钢铁协会研究，基于红土镍矿冶炼的烧结+高炉+AOD炉、RKEF+AOD法，吨钢碳排放量都比传统的高炉+转炉+AOD法的低。

 

“红土镍矿冶炼不锈钢的生产工艺使用大量的废钢、余热发电，铁水热送、能源集中管理等多项节能措施，实现能耗总量及能耗强度双控，达到了低碳生产的目的。”潘料庭表示，虽然烧结+高炉+AOD法采用低品位的红土镍矿，但是它采用了合金+炼钢一体化的生产技术，吨钢能耗和碳排放比传统高炉+转炉+AOD法冶炼低。

 

但现有红土镍矿冶炼不锈钢的工艺结构还不够健全，存在能源结构高煤炭化、流程长、能耗高、装备落后、生产过程能源利用低等问题。他建议，应遵循源头削减、中间管控、末端治理的原则。可以细分为五大路线图：结构优化、工艺创新、装备升级、资源循环、智慧管理。其中，结构优化即围绕原料、能源、产品、工艺等进行优化，达到最经济的成本；工艺创新是新的科学技术成果对现有的生产工艺及生产过程进行改革和创新；装备升级是把现有装备升级达到节能化、大型化、智能化装备水平；资源循环是对生产过程中的资源或副产品循环利用；智慧管理是对整个生产过程及工艺实施基于大数据和云计算的协同管理模式。

 

不锈钢的低碳路径是什么？

 

推广全生命周期绿色产品、提升能效、构建循环经济产业链、发展低碳技术等

 

据了解，中国是全球不锈钢的生产和消费中心，现在也是全球领先的不锈钢技术和产品创新中心。2021年上半年，中国不锈钢产量占全球产量的56%，成为名副其实的全球不锈钢生产中心。

 

“钢铁行业未来将面临碳排放强度的‘相对约束’、碳排放总量的‘绝对约束’以及严峻的‘碳经济’的挑战。”冶金工业规划研究院党委书记李新创近日出席2021（第二届）中国不锈钢及特种合金新材料产业高端论坛时表示，行业要用积极的态度、科学的行动在减碳中发展，发展中减碳。

 

“碳达峰碳中和目标下，钢铁生产和应用技术面临着革命性的更新换代，不锈钢行业机遇大于挑战。”钟绍良认为。

 

具体针对不锈钢行业的碳达峰及降碳路径，李新创认为，应从6个方面做具体考量和行动。一是推动绿色布局。布局不合理将会带来大量无效碳排放，因此应优化产业布局、加大绿色物流，推广全生命周期绿色产品以及更高水平供需动态平衡。二是节能及提升能效，通过推广先进适用节能低碳技术、提高余热余能自发电率以及数字化、智能化技术的应用等。三是优化用能及流程结构，比如原燃料结构优化，提高废钢资源回收利用等。四是构建循环经济产业链，推进区域能源整合、提高固废资源化利用、推动钢化联产。五是应用突破性低碳技术，如氢冶炼工艺、氧气高炉及非高炉冶炼、碳捕集利用和封存技术。六是制度建设和政策体系支撑。

 

“不锈钢的工艺流程中可以更多地利用废钢，提高废钢使用比例。同时，在工艺优化上，现有烧结工艺返矿高，未来可以往烧结循环和小球烧结工艺方向改进。”潘料庭介绍说。

 

李新创表示，推进不锈钢行业碳达峰及碳减排，要充分统筹发展和减排、整体和局部、短期和中长期目标，根据不同区域特点、发展定位、产品工艺特点及绿色发展水平等，协调好行业发展存量、增量和潜力间的关系。在推进过程中，发挥节能增效、能源结构转型、技术革命性创新、数字化智能化转型的作用，运用好减污降碳、多行业协同效应及碳市场的重要工具等。