姜涛院士：钢铁生产绿色低碳转型有六大路径可走

“未来25年，我国粗钢产量预计仍将保持在约200亿吨的高位，可能超过过去75年钢铁产量的总和。这既是对行业发展的巨大挑战，又是推动钢铁生产全面绿色低碳转型的历史性机遇。”在1月30日召开的钢铁行业科技创新大会上，中国工程院院士、中南大学教授姜涛围绕“我国钢铁行业绿色低碳转型升级的思考”做专题报告。他指出，站在“十四五”与“十五五”交汇的历史节点，钢铁行业必须科学研判中长期需求，系统谋划从原料、能源到流程的全链条变革，才能在新时期实现高质量发展。

姜涛首先从宏观视角分析了我国钢铁消费的中长期趋势。他以美国作为参照指出，目前美国人均粗钢消费量约为28吨，而我国目前仅为14吨左右。若以建设现代化强国为目标，并参考美国水平，我国未来钢铁需求仍具潜力，未来25年我国还将消费粗钢196亿吨。

他同时引用中国钢铁工业协会的预测数据，并综合乐观、基准与悲观多种情景，认为在2025年至2049年间，我国钢铁累计需求约在200亿吨。“这个数字或许超出了许多人的直觉判断。”姜涛进一步解释道，“其原因在于我国钢铁消费的高速增长主要集中于21世纪，尤其是近十几年。未来，在基础设施升级、制造业高质量发展及绿色低碳社会构建的过程中，钢铁需求将更多体现为‘存量更新’与‘结构升级’。”

面对巨大的需求预期，资源供应成为首要约束。姜涛分析认为，未来钢铁原料主要来自于铁矿石与废钢。其中，受社会钢铁蓄积量及折旧周期限制，我国废钢供应增长将遵循客观规律。他初步预估，未来25年国内可利用废钢资源为80亿吨～90亿吨，可生产同等数量的粗钢。

“这意味着，仍有110亿吨～120亿吨的粗钢需要依靠铁矿石来生产。”姜涛说道，“折算为高品位铁矿石（铁品位大于60%）需求为180亿吨～210亿吨。”

他认为，尽管近年来国家在提升铁矿石资源保障能力方面采取了有力措施，但在未来10年的时间里，铁矿石资源供应仍将处于紧平衡状态。

基于以上判断，姜涛系统阐述了钢铁行业绿色低碳转型的六大关键技术路径。

一是在原料领域，从低品质原生矿向优质原料转变。姜涛介绍，我国钢铁生产用铁矿石品位比欧美国家低3个～5个百分点，导致在相同装备和技术条件下，燃料比要高出27千克/吨～45千克/吨。因此，未来必须推动铁矿石资源向优质、低碳化方向转型，提高入炉料铁品位，推进国产矿、进口矿提质降杂和分类精细化利用。

二是在炉料领域，从常规炉料向低碳新型炉料转变。具体措施为优化炉料结构，大力发展高球比高炉冶炼技术，推广低碳烧结技术，并探索预还原炉料、冷固结炉料等新型低碳炉料的制备和使用。

三是在能源领域，从使用化石能源向绿色清洁能源转变。姜涛指出，氢冶金是解决钢铁行业脱碳问题的终极方案之一，同时也是解决钢铁生产污染物排放问题的有效途径。对于钢铁行业来说，应保持战略定力，遵循“因地制宜、循序渐进”原则，可从焦炉煤气、天然气制氢等途径起步积累技术经验，逐步向绿氢过渡。此外，电冶金、生物质能冶金等颠覆性技术也需进行前瞻布局。

四是在减排领域，从减污降碳向碳污协同减排转变。未来必须加快研发并应用一氧化碳与氮氧化物协同治理、球团嵌入式SNCR-SCR脱硫脱硝、烟气和固废协同处理、钢渣资源化利用等技术，实现环境效益与经济效益的统一。

五是在流程领域，从高炉—转炉长流程向电炉短流程转变。随着社会废钢资源的逐步积累，电炉短流程比例将稳步提升。姜涛预计，在2040年后，废钢有望成为钢铁生产的主要原料。因此，钢铁行业需未雨绸缪，完善废钢回收加工体系，突破电炉高效冶炼技术，完善相关标准政策，为短流程发展创造条件。

六是在功能领域，从单一制造功能向跨界协同、综合功能转变。钢铁企业应突破单一生产功能，积极发挥能源转换、社会废弃物消纳功能，重点推进钢化联产，将富含一氧化碳、氢气的工业尾气转化为甲醇、甲酸等化工产品；同时，探索与有色、市政建设等产业的协同，帮助消纳赤泥等难处理固体废弃物，实现资源循环利用。

“面向钢铁‘双碳’和绿色化目标，我国钢铁生产绿色低碳转型势在必行。”姜涛在报告最后总结道，“钢铁行业应从源头发力，持续推进原燃料的绿色化、炉料结构和工艺流程的升级优化和钢铁固废处理利用的强化，开发绿色清洁能源和短流程炼钢新工艺新技术，通过推动原料、工艺、能源与循环系统的协同创新，构建一个更加高效、清洁、可持续的钢铁产业生态。这不仅将重塑中国钢铁的核心竞争力，还将为全球工业体系的绿色变革贡献中国智慧与中国方案。”