“工业筋骨”淬炼“工业明珠”：钢企碳中和的科技突围之路
2023-11-14 08:53:51   来源： ()　   评论：0 点击：

科技创新是“碳中和”的必由之路，而越是基础性的工业制成品，所凝结的技术含量越高。在全球气候变化、经济转型的时代背景下，中国主动承担起绿色发展的大国责任，向世界作出“双碳”承诺。作为工业文明的皇冠，汽车制造成为外界关注这一目标的焦点，而追本溯源，基础性的工业材料是实现终极目标的基石。

钢铁是工业文明的基础。就像阳光、空气和水，因为它们过于普遍，钢铁行业在促进“双碳”目标过程中所发挥的作用隐秘却关键。2022年9月，宝钢股份发布公告称，实现三个减碳超过50%的宝钢汽车板零件——油箱加强支架、B柱加强板内板下部、座椅头枕连接板的全球发布。这三个超低碳排放汽车板零件的成功应用，标志着宝钢的绿色低碳发展理念愈发发挥出“跃升引领”的标杆作用。

通过科技创新的探索，宝钢不仅实现自身在生产过程中的“双减”，还制造出更为低碳环保的钢材，承担起在节能减排、绿色低碳方面的双重历史职责。尤其是和汽车制造业的深度合作，宝钢通过深厚的技术积累和突破，为钢铁行业树立起引领和示范标杆，甚至，提升复杂工业体系的可持续发展水平。

在刚刚结束的“第十二届中国国际钢铁大会暨2023年全球低碳冶金创新论坛”上，宝钢发出公开宣言，钢铁行业的碳中和对全球应对气候变化行动具有重要作用，必须凝聚绿色低碳转型共识，以科技创新为驱动，大力推进国际交流与合作，积极开展低碳绿色转型行动。

公开数据显示，汽车产业占全球二氧化碳排放总量的7.3%，是全球碳排放最大的行业之一。据IEA国际能源署预计，至2070年，预计汽车的使用量将较2020年翻一番，汽车保有量将增长60%。在“碳达峰、碳中和”战略目标要求下，汽车产业减碳正面临严峻挑战。

国际上，关于汽车行业如何减碳，曾演化出不同的路径抉择，其中，“全产业链协同降碳”因其接近“第一性原理”，脱颖而出渐渐成为主流思路。在9月19日—20日举行的“问路碳中和—2023汽车碳中和峰会”上，专门设立了“汽车全产业链协同降碳”论坛，与会者形成共识，汽车产业链深度脱碳，需要更加重视材料端的协同低碳化。

研究表明，汽车质量每减少1000kg，油耗可降低 6%-7%。油耗的下降，意味着二氧化碳、氮氧化物等有害气体排放量的下降。汽车轻量化对汽车节油、节电，降低排放和性能改善，甚至是未来能源战略规划有着战略意义。由此，近年来，汽车轻量化成为现代汽车技术发展的方向之一。

汽车的主要材料是钢材，大约占到汽车总重量的70%，其中钢板占重大约52%。为汽车钢材减重的重要性不言而喻，但是，这并不是一件容易的事，在减轻重量的同时，还要确保材料的强度和安全性。多年来，宝钢股份与规模宏大、链条漫长且技术和工艺复杂的汽车制造业有着深度合作，已经成为全球汽车钢板供应商，并且创立了SMARTeX新能源车整体解决方案。

2023年4月，承载SMARTeX低碳因子的宝钢第四代超轻型白车身BCB EV® Pro，在全球A级车展——上海国际车展上隆重首发。该白车身在满足更严苛的碰撞法规的基础上，实现了轻量化，整车身仅重308kg，并且创新应用了减碳超60%的超低碳排放材料，从制造端到使用端，综合减碳可以达到435kg。

 除了钢材本身更轻、更耐用的要求之外，汽车轻便化趋势下，汽车制造商还会尝试更多的新材料，这意味着，钢铁企业要探索以钢为主，多元材料共存的发展路径。先进材料是宝钢新能源车整体解决方案SMARTeX的核心内容之一，也是宝钢汽车板深耕三十余年的领域。2022年宝钢冷轧汽车板销量突破890万吨；在铝硅热成型材料领域，宝钢通过十多年的自主研发已经解决了该材料的“卡脖子”问题，形成了实现完整的热成型产品家族，和全流程使用技术与解决方案。

此外，宝钢进一步拓展在铝合金、镁合金、碳纤维方面的能力，并在宝钢第四代升级版超轻白车身BCB EV® Pro上进行示范应用。

近两年来，宝钢股份与北京奔驰、舍弗勒集团等合作伙伴签署低碳绿色发展的相关协议，在钢铁脱碳领域加强合作。在原料采购端，积极构建原料采购供应链碳管理体系，在工业品采购端完成了一千多个产品“碳足迹”计算。在“全产业链协同降碳”领域，宝钢股份正紧锣密鼓发挥“链长”作用，带动上下游企业全生命周期减碳。

科技创新的作用，不仅体现在为产业链提供更为轻便、低碳、安全的钢铁材料，还表现在自身进行生产活动时的减碳减排。

目前，宝钢实现了超低碳排放钢铁材料在汽车零部件的示范应用，国际专业第三方检测认证机构为宝钢颁发的产品碳足迹核查声明显示，基于全废钢电炉冶炼生产的普冷产品和热镀锌产品的全生命周期碳排放，较常规流程降低比例超过60%，分别达到65%和66%。同时，零件从简单的安装支架，到复杂的B柱内板零件，均实现了良好的成型性，实现了超低碳排放钢铁材料在汽车零部件的示范应用。

据国际钢铁协会的统计研究，每1吨废钢的应用，可减排1.5吨的二氧化碳，同时还可节省1.4吨铁矿石、0.74吨煤和0.12吨的石灰石消耗。

汽车板是对残留元素要求最高的钢铁产品之一。宝钢技术团队通过对废钢的特殊控制和处理，从源头开始确保钢中Cu、Ni、Cr、Sn等残留元素在较低的水平，同时冶炼时采用特殊工艺防止钢水污染。成分分析表明，残留元素完全满足该钢种的成分设计要求。同时，采用常规转炉流程和电炉流程试制的产品力学性能的比较结果显示，两者力学性能相当。

宝钢股份氢基竖炉项目

此外，以氢基竖炉为核心的氢冶金工艺，是宝钢碳中和冶金技术的重要路径之一。即通过风能、光伏等可再生能源发电制取“绿氢”，使用“绿氢”来还原铁矿石生产钢铁，在生产过程中基本不产生温室气体，将从源头上杜绝碳排放，是可实现近零碳排放的钢铁冶炼过程。2022年2月15日，宝钢零碳示范工厂百万吨级氢基竖炉正式开工，该项目是国内首座百万吨级氢基竖炉。氢基竖炉项目预计2023年年底建成投产。

同时，宝钢还积极开展富氢碳循环高炉试验。2020年，宝钢与八一钢铁合作改建430m3常规高炉为富氢碳循环高炉，并与其它辅助配套工艺装备一起，集成为低碳冶金创新试验平台。经近半年的工业试验，成功打通了全氧冶炼煤气循环及喷吹的工艺流程，基本实现了稳定顺行、大幅减碳的技术目的，也证实了富氢碳循环高炉工艺技术具备巨大的减碳潜力。

据测算，以富氢碳循环炉年产60万吨铁水为例，可年减碳15万吨，相当于再造一座81平方公里的森林。

作为钢铁行业的“图腾”，宝钢在钢铁制造过程中孜孜以求的低碳追求，不仅仅只是作为标杆企业的以身作则，更是一种依托自身强大的技术积累和探索，对整个行业绿色可持续发展路径的引领和示范。

除了构成汽车制造的基础性材料之外，钢材在整个现代工业中应用的十分广泛，是工业文明的“筋骨”，所以，钢铁材料轻便化、耐用性、安全性的科技创新，对整个工业体系的低碳化水平，是一个根本性提升；此外，因为应用范围广、需求量大，钢铁冶炼行业本身就是一个庞大的工业体系，生产冶炼过程中的减碳、减排，直接关系到全社会的“双减”目标能否高效达成。

2020年9月22日，第七十五届联合国大会一般性辩论上，中国宣布将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

这意味着作为世界上最大的发展中国家，中国需要完成全球最高碳排放强度降幅，用全球历史上最短的时间完成从碳达峰到碳中和的目标。这无疑是一场硬仗，需要付出极其艰巨的努力。在这个过程中，钢铁行业责任重如泰山。

当仁不让，2022年，宝钢发布中国钢铁企业首份气候行动报告，详尽阐述了宝钢碳中和工作中长期目标及行动路径规划，以及公司绿色低碳产品布局。

宝钢股份表示，钢铁行业是高能源强度行业，中国钢铁行业碳排放约占国内碳排放总量的15%，对全球气候变化影响巨大。《2021年气候行动报告》显示，宝钢重点从极致能效、氢基竖炉、绿色能源助力、富氢碳循环高炉、智慧制造、加大废钢利用六大方面入手，推进钢铁制造端绿色化进程。

同时，宝钢通过“生产低排放产品”和“为客户提供更具竞争力的全生命周期低碳产品”两个维度，持续在能源、汽车、电机等多领域提供低碳产品及解决方案。

此外，宝钢开发碳数据管理平台ICD，首创将大数据和信息化手段用于LCA，以每个物料为纽带，建立包含全流程能耗、工艺、质量数据的物料树模型，以及基于LCA方法论的生命周期碳排放模型，可进行与力学性能检测一样的产品碳足迹快速评估，向用户交付细化碳足迹数据。

宝钢从2018年开始绿色电力交易，2021年达到13.7亿千瓦时，同时大力开发建设厂房屋顶光伏，装机容量从2019年的90MW到2021年的196MW，成为国内最大的屋顶光伏项目，计划2027年屋顶光伏装机达到500MW。

宝钢股份表示，公司在加快各类低碳技术创新进度的同时，深耕下游低碳产品市场，携手全产业链奔赴净零碳未来。应对气候变化的挑战是现实、严峻、长远的，公司将持续推进绿色低碳转型，聚焦于探索更多减碳途径，采用负责可信赖的气候行动措施，为构建碳中和社会作出积极贡献，努力创造美好的可持续发展未来。

“力争2023年实现二氧化碳排放达到峰值，2025年具备减碳30%工艺技术能力，2035年力争减碳30%，2050年实现‘碳中和’。”宝钢股份的一位负责人表示，作为中国大型现代化钢铁联合企业，宝钢将坚定“做钢铁业高质量发展的示范者，做未来钢铁的引领者”的历史使命，推动钢铁业绿色低碳可持续发展。