葉千繪
日前，日本制鐵宣布，其在日本君津地區(qū)鋼鐵廠展開的減碳技術(shù)開發(fā)試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了在高爐冶煉過(guò)程中加入氫氣從而減少22%的二氧化碳排放量。參與該試驗(yàn)的氫還原試驗(yàn)爐容量為12立方米。該試驗(yàn)的最終目標(biāo)是在高爐冶煉過(guò)程中減少50%以上的二氧化碳排放量。由日本制鐵、JFE鋼鐵公司、神戶制鋼所、金屬材料研究開發(fā)中心等4家公司及機(jī)構(gòu)組成的財(cái)團(tuán)，從2022年5月份開始嘗試在高爐冶煉過(guò)程中將部分碳換成氫氣，以減少二氧化碳排放。日本制鐵還曾在2021年3月份公布的“日本制鐵碳中和展望2050”中指出，其將在充分利用“高爐氫還原”的基礎(chǔ)上，積極推進(jìn)“大型電爐的高級(jí)制鋼”和“氫還原鐵制造”創(chuàng)新性技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)碳中和。
近年來(lái)，關(guān)于氫氣應(yīng)用的技術(shù)創(chuàng)新在日本鋼鐵企業(yè)間掀起了熱潮。然而，只專注于低碳創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用就一定是推動(dòng)鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的“萬(wàn)全之策”嗎？日本國(guó)立環(huán)境研究所此前利用數(shù)學(xué)模型分析了在符合“碳中和社會(huì)”碳預(yù)算的情況下未來(lái)日本鋼鐵的生產(chǎn)和利用情況。結(jié)果顯示，即使該國(guó)的低碳技術(shù)開發(fā)如期取得進(jìn)展，可由于可再生能源電力、氫氣的供應(yīng)受限，預(yù)計(jì)在該國(guó)于2050年成功步入“碳中和社會(huì)”后，其鋼鐵產(chǎn)量和需求量可能只有目前水平的一半左右。
如何才能避免這類現(xiàn)象發(fā)生？日本國(guó)立環(huán)境研究所建議，該國(guó)鋼鐵行業(yè)應(yīng)與下游行業(yè)積極協(xié)同推進(jìn)以下兩個(gè)措施：一是建立全產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量循環(huán)利用系統(tǒng)，利用廢鋼生產(chǎn)高級(jí)鋼材；二是轉(zhuǎn)變新商業(yè)模式，以求鋼鐵企業(yè)能夠使用比目前更少的鋼材為下游客戶提供服務(wù)。日本國(guó)立環(huán)境研究所認(rèn)為，該國(guó)到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵是，從大量使用廉價(jià)材料的現(xiàn)代社會(huì)迅速過(guò)渡到高效使用高性能材料的社會(huì)，并為整個(gè)社會(huì)的資源受限做好準(zhǔn)備。
據(jù)了解，目前日本大部分廢鋼被降級(jí)循環(huán)利用，以制作鋼筋和型鋼等建筑鋼材，而不是對(duì)于雜質(zhì)含量有嚴(yán)格要求的優(yōu)質(zhì)鋼材。日本國(guó)立環(huán)境研究所表示，在日本境內(nèi)，目前電爐鋼占其建筑業(yè)用鋼總量的60%以上，而對(duì)高端鋼材依賴度較高的汽車行業(yè)而言，這一占比尚不足20%。
也有日本學(xué)者表示，即使創(chuàng)新低碳技術(shù)快速在該國(guó)境內(nèi)普及，循環(huán)經(jīng)濟(jì)也加速發(fā)展，但可再生能源電力、氫氣在該國(guó)的供應(yīng)受限，到2050年，該國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量和需求量增長(zhǎng)可能會(huì)比現(xiàn)在受到更多的限制。特別是如果該國(guó)繼續(xù)將廢鋼降級(jí)循環(huán)利用，那么該國(guó)依賴高爐—轉(zhuǎn)爐工藝冶煉的高端鋼材產(chǎn)能未來(lái)將受到更為嚴(yán)重的制約。如果該國(guó)鋼鐵行業(yè)推進(jìn)低碳轉(zhuǎn)型嚴(yán)重依賴于先進(jìn)低碳技術(shù)研發(fā)，那么這就意味著其將確保未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定的希望都放在了尚不確定的技術(shù)研發(fā)成果上。
由此可見，盡快建立全產(chǎn)業(yè)鏈的高質(zhì)量循環(huán)利用系統(tǒng)以及上下游行業(yè)新的商業(yè)合作模式，對(duì)于該國(guó)從容應(yīng)對(duì)“碳中和社會(huì)”對(duì)其鋼鐵產(chǎn)量與需求量增長(zhǎng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)尤為重要。
《中國(guó)冶金報(bào)》（2023年08月25日 02版二版）
