中國鋼鐵行業(yè)對大氣污染的貢獻(xiàn)及減排措施分析

王華鋒

（江蘇長強(qiáng)鋼鐵有限公司，江蘇 靖江 214500）

鋼鐵行業(yè)在我國的比重較大，屬于重污染和高能耗行業(yè)。相關(guān)的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，鋼鐵行業(yè)二氧化碳、二氧化硫和一次PM2.5的年排放量約占到我國總排放量的15-20%、10%和5%。京津冀地區(qū)的鋼鐵企業(yè)較多，是我國主要的鋼鐵產(chǎn)能基地，產(chǎn)能占到了全國的30%左右。因此，對鋼鐵行業(yè)的污染進(jìn)行有效防控對于華北地區(qū)的CO2減排和霧霾治理都有重要的意義。本文將對我國鋼鐵行業(yè)對大氣污染的貢獻(xiàn)以及相應(yīng)的減排措施進(jìn)行分析，希望對大氣污染防控帶來幫助。

一、中國鋼鐵行業(yè)對大氣污染的貢獻(xiàn)

（一）鋼鐵行業(yè)CO2排放貢獻(xiàn)

自2000年以來，我國粗鋼產(chǎn)量快速上升，鋼鐵行業(yè)引起的C02排放逐年升高。我國粗鋼產(chǎn)量37456萬噸，同比增長15.8%。中國4月份鋼材產(chǎn)量12128萬噸，同比增長12.5%。鋼鐵行業(yè)CO2排放量達(dá)到了1884.4百萬噸，噸鋼CO2排放量為2.03噸。與2000年對比，雖然粗鋼產(chǎn)量增長了622.4%，但是鋼鐵行業(yè)的CO2排放量僅增長382.7%，噸鋼CO2排放量下降了33.2%，這充分說明了我國鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排取得了不錯的效果。但是，我國鋼鐵行業(yè)CO2總排放量占比仍在升高，2020年達(dá)到了18.72%，這說明鋼鐵行業(yè)CO2排放量仍較大。

（二）鋼鐵行業(yè)SO2排放貢獻(xiàn)

根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)的預(yù)測，到2025年的“超低排放”相關(guān)任務(wù)完成之后，將會使鋼鐵行業(yè)二氧化硫排放量減少61%。2017年鋼鐵行業(yè)二氧化硫的排放量為106萬噸，占到了全國總排放量的7%左右，隨著環(huán)境治理的不斷加快，尤其是燃煤電廠采用了超低排放以來，火電行業(yè)的二氧化硫排放量已經(jīng)顯著減少，而鋼鐵行業(yè)的二氧化硫排放量居高不下，成為工業(yè)中最大的污染物排放來源。與日本、德國等發(fā)達(dá)國家相比，我國鋼鐵污染控制水平和環(huán)保治理水平仍有很大的差距，作為超過全球鋼鐵產(chǎn)量1/2的國家，亟需實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)排放的大幅消減。

（三）鋼鐵行業(yè)顆粒物排放貢獻(xiàn)

鋼鐵行業(yè)也是產(chǎn)生顆粒物排放的主要行業(yè)，2018年鋼鐵行業(yè)顆粒物排放總量占到主要污染物排放總量的20%左右。同時鋼鐵行業(yè)也是貨物運(yùn)輸量最大的行業(yè)之一，相關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國鋼鐵貨運(yùn)量每年在40億噸以上，約占到全國貨運(yùn)總量的1/10左右。國外的鋼鐵貨運(yùn)主要依靠鐵路和水路，我國則主要依靠陸運(yùn)，在運(yùn)輸中產(chǎn)生的氮氧化物、顆粒物排放會非常突出。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國鋼鐵產(chǎn)能前20的城市空氣質(zhì)量都不達(dá)標(biāo)，平均PM2.5濃度要比全國平均濃度高28%。

二、中國鋼鐵行業(yè)減排措施分析

（一）國家超低排放政策引導(dǎo)

2019年生態(tài)環(huán)保部等5部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》，對鋼鐵企業(yè)提出了全方位、全系統(tǒng)的污染治理要求。截至2020年底，我國共有229家鋼鐵企業(yè)、6.2億噸左右的粗鋼產(chǎn)能已經(jīng)完成或正在實(shí)施了超低排放改造，如果這項(xiàng)政策能夠持續(xù)進(jìn)行，那么預(yù)測2025年鋼鐵行業(yè)二氧化硫排放量將削減61%，氮氧化物將減少59%，顆粒物排放量將減少81%。此外，針對鋼鐵運(yùn)輸行業(yè)所產(chǎn)生的大氣污染，國家也在致力于開發(fā)清潔運(yùn)輸，比如北起首鋼遷安礦區(qū)，南接曹妃甸港全長131公里的水曹鐵路在2020年11月份建成通車，在唐山市“公轉(zhuǎn)鐵”和打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)中發(fā)揮著極其重要的作用。近些年來，鋼鐵行業(yè)在節(jié)能減排上確實(shí)下了很大的功夫，碳排放量逐年下降，但是鋼鐵行業(yè)體量大、工藝流程復(fù)雜，碳排放量控制壓力仍十分巨大，需要緊跟國家節(jié)能降耗的要求和政策，研究鋼鐵生產(chǎn)新工藝，增加環(huán)保設(shè)備和工藝投入，最終達(dá)到節(jié)能減排的要求。

（二）加強(qiáng)環(huán)保技術(shù)開發(fā)

根據(jù)鋼鐵行業(yè)超低排放意見的要求，主要污染源顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度每小時均值不應(yīng)高于10、50、200毫克/立方米。達(dá)到超低排放的鋼鐵企業(yè)每月要保證95%以上時段小時均排放濃度滿足上述要求。在煙氣的入口端，很多企業(yè)開始采用煙氣循環(huán)技術(shù)，改善了入口煙氣的指標(biāo)，入口氮氧化物指標(biāo)已經(jīng)降低到了200mg/m3以下，這就為末端治理減輕了負(fù)擔(dān)。在末端治理上，鋼鐵企業(yè)也要與環(huán)保企業(yè)合作開發(fā)一些新型的污染防控技術(shù)，比如脫硫（濕法、半干法）+SCR脫硝、氧化法（臭氧、氧化催化、FOSS）等來降低污染物對大氣的污染。目前逆流活性炭脫硫脫硝一體化技術(shù)在很多鋼鐵廠使用，利用逆流活性炭，可以對多種污染物協(xié)同處理，而且脫硫產(chǎn)物可以進(jìn)行資源化的利用，但是該種技術(shù)建設(shè)投資較大。

（三）加快淘汰鋼鐵落后產(chǎn)能

我國鋼鐵產(chǎn)量大，很多小型的鋼鐵企業(yè)環(huán)保治理力度差，產(chǎn)量低，因此加快淘汰鋼鐵落后產(chǎn)能企業(yè)也是減少鋼鐵行業(yè)大氣污染的手段之一。加快推進(jìn)我國鋼鐵企業(yè)的聯(lián)合重組，將提高產(chǎn)業(yè)集中度作為節(jié)能減排的關(guān)鍵。在具體的措施中，各省市可以結(jié)合自己的具體情況，制定分地區(qū)、分年度淘汰鋼鐵落后產(chǎn)能的實(shí)施方案，按照品種和質(zhì)量對產(chǎn)品進(jìn)行整合，提高優(yōu)質(zhì)鋼鐵產(chǎn)品比重，同時集中優(yōu)勢資源，建設(shè)一些精品鋼鐵基地，提高鋼鐵產(chǎn)品的附加值。在治理過程中，要定期公布所淘汰的企業(yè)名單以及各地的執(zhí)行情況，快速的削減存量，通過淘汰落后產(chǎn)能騰出一定的容量，提高準(zhǔn)入門檻，控制鋼鐵增量，最終通過各方面的監(jiān)管建成控制總量的污染排放控制體系。

（四）減少燃料消耗

鋼鐵行業(yè)大氣污染貢獻(xiàn)大的另外一個主要原因?yàn)槿剂鲜褂昧看螅瑢?dǎo)致煙氣排放污染物超標(biāo)?？梢蚤_發(fā)燃料燃燒新技術(shù)，從源頭上減少燃料的消耗。比如可以開發(fā)蓄熱式燃燒技術(shù)，對助燃空氣和煤氣提前加熱，適當(dāng)將溫度提高500-1000℃左右，這樣再進(jìn)行燃燒時可以降低燃料使用率，達(dá)到工業(yè)爐所需的標(biāo)準(zhǔn)。利用該種技術(shù)可以使高爐煤氣得到有效利用，同時燒重油的加熱爐改為煤氣后，也可以為企業(yè)帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益，煙氣的物理熱也會被直接利用。除此之外，高爐噴吹煤粉技術(shù)也是節(jié)能減排措施之一，已經(jīng)成為高爐煉鐵的主要方向，該種技術(shù)可代替焦炭，有效地減少煉焦過程對大氣的污染，另外可緩解我國主煤焦的短缺，優(yōu)化煉焦系統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)。

（五）加強(qiáng)對二次能源的回收

鋼鐵行業(yè)中對二次能源進(jìn)行回收利用也是減少大氣污染的有效措施。可以采用干熄焦技術(shù)，利用冷的惰性氣體，在干熄爐中與溫度較高的焦炭進(jìn)行換熱，吸收了熱量的惰性氣體將熱量傳遞給鍋爐從而產(chǎn)生蒸汽，該種技術(shù)不僅環(huán)保，而且能夠改善焦炭的質(zhì)量。也可以采用高爐煤氣余壓透平發(fā)電技術(shù)，將高爐爐頂排出的高爐煤氣壓力能和熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后驅(qū)動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，該種技術(shù)可促進(jìn)可燃煤氣的綜合利用，已經(jīng)成為國家重點(diǎn)支持和發(fā)展的節(jié)能環(huán)保創(chuàng)新技術(shù)。除了上述技術(shù)外，轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)、燒結(jié)低溫余熱回收技術(shù)以及轉(zhuǎn)爐余熱蒸汽發(fā)電技術(shù)等也是較為理想的二次能源回收利用技術(shù)，鋼鐵行業(yè)要結(jié)合具體的情況選擇使用，達(dá)到節(jié)能降耗的要求。

三、結(jié)束語

綜上所述，我國鋼鐵企業(yè)對大氣污染的貢獻(xiàn)值較大，鋼鐵行業(yè)體量大、污染物排放難以控制是主要原因，同時運(yùn)輸過程也會產(chǎn)生大量顆粒物污染。受到傳統(tǒng)污染防控理念的影響，當(dāng)前的鋼鐵行業(yè)在污染物排放控制上存在的問題還是較多的，環(huán)保設(shè)備和工藝投入資金量大導(dǎo)致很多企業(yè)力不從心。下一步，在鋼鐵行業(yè)減排中，鋼鐵企業(yè)要結(jié)合《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》，積極的探索污染治理新技術(shù)和工藝，同時政府要加快淘汰一些鋼鐵落后產(chǎn)能，提高鋼鐵附加值，最終達(dá)到鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的要求。