彭在美
我國“十三五”規劃綱要提出的9項生態環境約束性指標超額完成，例如全國地表水優良水質斷面比例提高到83.4%（目標為70%），劣V類水體比例下降到0.6%（目標為5%），二氧化碳、氮氧化物、化學需氧量、氨氮排放量、單位GDP二氧化碳排放強度的下降幅度均超過既定目標。
其中，中國鋼鐵工業綠色發展、節能環保水平持續提升。據中國鋼鐵工業協會統計，2020年，重點統計鋼鐵企業噸鋼綜合能耗為545.27千克標準煤，同比下降1.18%；噸鋼耗新水同比下降4.34%；化學需氧量同比下降10.11%；二氧化硫排放量同比下降14.38%；鋼渣利用率同比提高0.98個百分點；焦爐煤氣利用率同比提高0.08個百分點。
在取得巨大成就的同時，“保護與發展長期矛盾和短期問題交織”“生態環境趨勢性壓力總體上尚未根本緩解”“污染防治攻堅戰還存在思想認識不夠深”等國內生態環境的普遍性問題，在鋼鐵行業也不同程度地存在。企業節能減排進度相差較大，非重點鋼鐵企業噸鋼二氧化碳排放量比重點企業多出6倍，使得嚴格控制排放濃度的難度很大；鋼鐵企業超低排放改造的投入，使得環保成本大大增加；鋼鐵行業普遍側重于產品、生產工藝的開發，對節能減排的技術創新重視不夠、投入較少，在污染物協同控制領域對自主開發的核心技術的儲備依然嚴重不足；對廢棄物消納和產業化應用技術的開發與配套政策支持力度不夠，以企業為主體的產學研用科技創新體系運用效率低，評價體系不健全等，這些問題在鋼管行業也應引起重視。
面對這些問題，我們需要認識到，“十四五”期間，低碳發展是鋼管行業高質量發展的重要內涵之一，穩中求進是鋼管行業低碳發展的總基調。在不改變鋼管生產基本流程的前提下，低碳行動要努力做到精準、科學。
找準鋼管行業低碳轉型發展路徑
目前，歐洲鋼企在低碳行動方面下大本錢、花大力氣，這是一場全球性的綠色競賽，值得我們警覺。如瑞典H2GS公司（H2 Green Stee1）將建世界第二個非化石能源鋼廠，計劃2024年投產。我們要根據本國國情，盡快確定當前低碳轉型的發展路徑。
首先，鋼管企業要加強碳減排的頂層設計。有專家指出，管理節能可使企業用能總量下降5%。鋼管企業在內部要設立碳減排管理部門，建立能源管理網絡，健全規章制度，完善能源的計量儀表配置，準確統計一次能源消耗（煤、電、油、氣等）、二次能源（余壓、余熱、余能）回收利用和載能工質（焦炭、副產煤氣等），制訂能耗定額管理辦法，監測、控制、調整和預測企業能源利用情況，找出差距，明確發展方向，采取綜合措施確保企業碳減排目標的實現。
其次，目前在不改變鋼管生產基本流程的前提下，節能降耗減排的技術路徑在于挖掘重點工序的節能潛力。
焦化工序。煉焦生產能耗占焦化工序能耗的75%，其中焦炭顯熱占焦化工序能耗的35%~40%。采用干法熄焦可回收焦炭顯熱的80%，這是鋼鐵工業可回收余能所占比例最大的項目，約占可回收余能的一半。要注意到焦爐荒煤氣顯熱占煉焦生產余熱的30%~35%，焦爐廢氣余熱占煉焦生產余熱的18%~20%，要加強這兩個方面的余熱回收。
鞍鋼2018年度國家科技進步獎一等獎項目“清潔高效煉焦技術與裝備的開發及應用”，可降低優質煉焦煤資源消耗和能源消耗，年經濟效益達8575萬元，對確保煉焦煤資源安全具有重大戰略意義。
燒結工序。燒結工序能耗中，固體燃料消耗占總能耗的75%~80%，是節能的重點；電力消耗占13%~20%；點火能耗占5%~10%。
煉鐵工序。從高爐煉鐵到轉爐煉鋼，采用“一包到底”生產工藝，省去了混鐵爐、鑄鐵機等中間環節，實現長流程工藝緊湊型布置，降低了大量能源消耗，減少了污染。高爐煉鐵所需能量有78%來自碳素（焦炭和煤粉），要降低燃料比，其中更主要的是降低焦炭用量，提高噴煤用量。球團代替燒結后，煉鐵工序能耗有一定幅度下降。當然，氫冶金工藝效果更佳。除了煉鐵燃料比外，風溫對降低煉鐵工序能耗也有關鍵作用，風溫提高100攝氏度，可降低煉鐵燃料比15千克/噸。
轉爐工序。包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉以及連鑄工藝。采用轉爐煤氣、蒸汽回收利用技術，實現負能煉鋼。高效連鑄技術的重點在降低電耗。轉爐生產的二氧化碳排放、收集、貯存及利用，是一個需要重點攻關的難題。
電爐工序。電爐工序能耗包括電爐冶煉能耗、電爐冶煉電耗、電爐精煉能耗、電爐精煉電耗、連鑄能耗等。廢鋼預熱到500攝氏度~600攝氏度，可省電10%~20%；當電爐煉鋼富氧達到1標準立方米/噸的時候，可節電6千瓦時/噸；對電爐廢氣余熱回收，可節能8.7千克標準煤/噸；對電爐熔池噴碳和吹氧，可使電耗下降22%，冶煉時間縮短14%；電爐熱裝鐵水30%，可使冶煉時間縮短1/3，電耗降低90千瓦時/噸鋼~100千瓦時/噸鋼。在這里特別指出，電爐熱裝鐵水是我國電爐煉鋼工藝的一大創新。目前，歐洲實現碳中和目標的終極技術路線“綠色氫基DRI-電爐”，實質上是我國電爐熱裝鐵水技術的發展。其中涉及的DRI技術，在我國應當逐步推廣。
熱軋管工序。高效蓄熱式加熱爐技術將加熱爐燒到1100攝氏度以上，可節能30%~50%，爐子熱效率可達70%。采用連鑄坯熱送熱裝一火軋制技術，將鑄坯加熱至650攝氏度~1000攝氏度時節能效果最好，與鑄坯冷裝時相比可節能35%。此時，加熱爐產量可提高20%~30%，金屬收得率可提高0.5%~1.0%，縮短生產周期80%以上，提高成材率0.5%~1.5%。采用在線熱處理技術，可節能1.17×106~1.25×106千焦/噸，降低生產費用25%。
焊接鋼管工序。焊接鋼管工序的電耗主要產生于將板帶冷壓成型的電機驅動功率消耗和焊接過程的電能消耗。其中，埋弧焊管成型工序包括螺旋或直縫機械模壓成型和機械擴徑工序，其焊接工序為埋弧焊接，要消耗焊條。高頻焊管成型工序為輥式連續成型，高頻焊接工序為高頻感應焊接或高頻接觸焊接方式，其中，接觸焊接方式比感應焊接方式要節電30%左右，高頻焊接方式是壓力熔融型，不需要焊條。
落實低碳措施要細化到鋼管產品的生態評級
目前，國內各個行業都要推進能源革命和發展轉型，企業競爭形勢和業態會發生很大變化，企業全生命周期、全生產鏈都要達到低碳化要求。產品和原材料低碳化的程度和含碳量，會成為和產品價格、質量、服務一樣的重要競爭要素。低碳措施必然會細化到企業產品上。
這方面，國外如法國已經推出產品生態評分，評分要印刷在產品外包裝上。如對食品進行生態評分，考慮的因素包括產品是否擁有其他環保或生態標簽、原材料種植或養殖方式、出產國的環保政策、原材料的季節性、包裝的可回收性、物種多樣性效應等，然后按百分制打出分數，據此給予產品標簽，每20分為一檔。例如，著名的Nute11a牌巧克力榛子醬的評分為41分，被評為C檔。這是因為其原料中，榛子來自拉丁美洲，糖來自巴西，可可來自西非，這些原料在運輸過程中產生大量污染，是減分項；它的可回收玻璃瓶包裝，以及原材料中的棕櫚油被認為是環保原料，成為加分項。據此，消費者可參考不同級別標簽，選購更有利于環保的商品。
這一做法給予我們啟示。我國有關環保規章制度涉及的評級或評標都是針對企業而言，與該企業的產品沒有掛鉤。這顯然是不合理的，也無助于落實低碳減排政策。筆者認為，鋼管產品的技術規格、性能參數等是其“身份證”，低碳減排的各項指標是其“健康碼”，只有“健康碼”是綠色的，產品才具備市場準入資格。
截至2020年底，全國共有229家企業的6.2億噸左右粗鋼產能（重點區域165家企業5.2億噸左右粗鋼產能）已完成或正在實施超低排放改造。其中，重點區域共103家鋼鐵企業約3.2億噸粗鋼產能正在開展超低排放改造評估監測工作。筆者建議，對于通過全工序超低排放評估監測的鋼企，不僅要向企業發放綠色評級證明，而且要向其鋼鐵產品發放“綠色評級標簽”，從而有利于國內外下游用戶優先選用其產品，從而對其他鋼企實施超低排放改造起到正向引導和促進作用。
對鋼鐵產品包括鋼管產品實施生態評級，將是適應國際規則和國際標準的競爭所必備的綠色標簽。歐盟和美國都在醞釀對進口產品征收碳邊境調節稅，這也倒逼我們努力打造低碳、綠色、高質量產品的核心競爭力。
