联合国气候变化峰会即将在丹麦首都哥本哈根举行，之所以格外引人注目，主要在于此次峰会能否达成一项全球性的减排协议将直接关系到世界各国能否及早采取实际行动减缓气候变暖趋势。当前，气候问题不仅仅是控制温室气体排放，防止地球变暖，而是已经上升到争夺国家发展权的层面。欧盟等工业化国家正凭借其领先的技术优势，推动形成“碳交易”、“碳关税”等新的发展准则和商业规则，制定新的技术标准，抢占未来经济制高点。此次会议的焦点之一就是像中国、印度这样的主要发展中国家应如何控制温室气体排放？这对于正处于工业化进程中的发展中国家而言，无疑是个巨大的挑战。
   走低碳经济发展之路刻不容缓
   发达国家实际上已经进入到了知识经济与后工业化时代，而中国仍然处于工业化中后期，未来经济发展道路是要走一条新型的工业化发展道路。在传统行业要走出一条以低碳为基础的，能够不断提高能效的发展道路，同时建立一个以创新科技为基础的新型工业化发展道路。从目标来讲，发达国家目前主要的目标是减排，但是期待不降低现有的生活水平；对于发展中国家来讲，现在一个方面是要减排，另外一个方面是还要不断地提升现有生活水平。因此，对新兴经济体来讲，我们所面临的节能减排压力会更大。从国家发展阶段过程来讲，发达国家是经历了先发展后减排，先高碳后低碳的发展阶段；而对于新兴经济体现在是要边发展边减排，与发达国家一起转为低碳经济。显然，我们面临的节能减排，所面对的结构调整的压力，技术更新的压力，管理创新的压力更大。
   就在今年9月22日，国家主席胡锦涛在联合国气候变化峰会上向世界郑重承诺：中国将进一步把应对气候变化纳入经济社会发展规划，并继续采取强有力的措施。一是加强节能、提高能效工作，争取到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年有显著下降。二是大力发展可再生能源和核能，争取到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15％左右。三是大力增加森林碳汇，争取到2020年森林面积比2005年增加4000万ha，森林蓄积量比2005年增加13亿m3。四是大力发展绿色经济，积极发展低碳经济和循环经济，研发和推广气候友好技术。
   显然，不管哥本哈根峰会的结果如何，加强节能、提高能源效率、发展低碳经济、减少温室气体排放已是迫在眉睫。发展低碳经济的实质是提高能源利用效率和转变能源结构，其核心是推动低碳能源技术与制度创新。今后很长一段时期，我国能源消耗仍将以煤炭等传统化石能源为主，这一消费模式不可避免会产生大量碳排放，严重制约低碳经济发展。因此，加快推进以煤为代表的传统化石能源低碳化利用是我国发展低碳经济的首选。在行业、企业之间逐步探索建立“碳排放交易”机制，用经济手段推进行业节能减排已是不可逆转的趋势。
   钢铁行业成为节能减排“急先锋”
   钢铁是经济发展的基础性材料，钢铁工业是国民经济发展的支柱产业，但钢铁生产又不可避免消耗大量的化石能源，产生大量的温室气体排放。据统计，我国钢铁工业能源消耗约占全国总能耗的15%左右，钢铁工业已经成为我国推进节能减排的重点领域。在国务院发布的有关节能减排系列文件中，钢铁行业始终被列为重点领域之首，钢铁工业节能减排效果将直接影响全国节能减排的成果。
   近几年，我国钢铁工业在提高能源综合利用效率和节能减排方面已经取得积极进展。“十五”期间，钢铁工业万元增加值能耗从2000年13.91tce 下降到2005年的6.84tce，下降了51.04%。 2009年上半年，全国重点大中型钢铁企业总能耗11387.94万t标煤，同比下降5.25%；吨钢耗用新水4.49t/t，同比下降10.04%；外排废水中化学需氧量同比下降26.75%；二氧化硫排放量下降9.25%；工业烟尘排放量下降14.04%；工业粉尘排放量下降4.75%。这不仅是我国钢铁工业节能减排的成果，同时也体现了我国钢铁工业生产结构、技术装备结构和产品结构等方面的巨大进步。
在肯定长足进步的同时，我们也应该看到，我国钢铁工业整体能耗水平与工业发达国家相比还存在一定差距。当前我国钢铁工业在技术装备、环保水平等方面还存在多层次、不同水平共存的现象，还有一批技术经济指标落后的生产能力在运行。如何在满足国民经济可持续发展需要的前提下，最大程度地提高能源使用效率，加快节能减排步伐，仍是摆在钢铁工业面前亟待解决的重要而紧迫的课题。
   以科技创新为钢铁工业发展的切入点
   落后的炼铁和炼钢生产能力制约了我国钢铁工业的整体技术进步。淘汰落后，大力推动增长方式由粗放型向集约型转变，由片面强调数量增长向全面协调可持续发展转变。在淘汰落后产能的同时，应用创新技术是钢铁工业加强节能减排，实现可持续发展的根本对策。技术创新符合节能减排的基本原则，不仅要体现在各工艺流程上，还要体现在整个钢铁产品生命周期中。在钢铁产品全生命周期内进行技术创新，挖掘潜力，最大限度减少碳排放。
   技术创新主要应体现在以下几个方面：
   首先，通过钢铁生产流程技术进步，达到直接减排目的。
   根据有关研究计算，电炉—全废钢流程生产1t钢水产生的CO2排放最低，之后依次是气基DRI短流程厂、煤+气基DRI短流程厂、新一代高炉/转炉流程、现有的高炉/转炉流程、煤基DRI工艺流程。
   废钢蓄积量不足，未来还将继续制约我国电炉钢的发展。目前世界电炉钢比为30%以上，而我国只有10%左右。为减轻环境负荷，必须增强钢材回收循环利用的力度，逐步增加电炉钢比例。今后如何实现废钢高效循环利用和提升炼钢水平将成为技术研发的内容之一。我国天然气资源缺乏，发展气基直接还原铁生产不符合我国国情，而煤基直接还原工艺单体产能低、单位能耗高、DRI的品位低。煤+气基直接还原工艺研发的重点是开发出先进的煤制气技术。
   非高炉炼铁技术需要在特定条件才能实现快速发展，短期内还很难撼动高炉地位。在今后很长一段时间内，高炉/转炉的长流程工艺将继续保持主导地位。鉴于革命性的冶炼工艺技术尚未出现，对现有工艺流程的改进是减少资源消耗，降低污染物排放，减轻对化石资源依赖的重要途径。高炉炼铁工序能耗占整个钢铁联合企业的50%以上，降低高炉炼铁能耗和物耗，减少污染物排放将是技术创新的重点。其中包括高炉原料结构的调整与改进，高炉大型化，高炉长寿技术，富氧喷煤技术，余压余热的高效利用等。
   降低高炉工艺对优质焦炭的依赖性也是技术研发的重点内容，优质焦炭必须依赖优质炼焦煤，而炼焦煤的资源相对紧缺。在利用非炼焦煤和弱粘结性煤基础上，提高焦炭冶金性能将是炼焦生产最为重要的课题之一。在炼焦方面，型煤炼焦工艺（Formed Coke Process）、配煤调湿技术（Coal Moisture Control）、干熄焦技术（Coke Dry Quenching）、巨型单室焦炉（Jumbo Single Chamber System）、无回收焦炉（Non Recovery Coke Oven）、焦炉大型化等技术均已日渐成熟，对钢铁行业节能减排效果有较大影响，钢铁企业要在全面分析的基础上合理应用。日本钢铁企业联合开发成功SCOPE21炼焦新工艺。SCOPE21 的关键技术体现在煤预热、热煤的管道运输和装炉以及焦炭成熟后的均热（Soaking）提高强度等方面。
   降低钢铁工业CO2排放量是全球钢铁业关注的焦点。工业发达国家都在采取行动，研发超低CO2排放的新的钢铁生产工艺。
在欧盟支持下，48家钢铁企业于2004年组成一个共同体，启动了超低CO2炼钢（ULCOS）项目，行动方案有14个分方案。整个行动方案的时间需15～20年。行动计划包括多种减排CO2的概念，如：将高炉与碳捕获和储存（CCS）结合；熔融还原与CCS结合；大量使用天然气；低CO2工艺；氢炼钢；铁矿石电解等。2004～2005年，ULCOS项目第一期工作已结束，正在进行第二期。基于第一期工作的结果，已在瑞典LKAB公司的试验高炉上进行了新高炉工艺流程试验，试验效果是CO2排放降低25%，若与CO2固定技术CCS结合，CO2排放可降低50%。
   由日本新能源产业技术开发机构牵头，5大钢铁公司和新日铁工程公司联合开发的COURSE50项目，目标是开发减少高炉CO2排放量技术和从高炉煤气中分离、回收CO2技术。主要研发的技术包括用氢还原铁矿石技术开发；焦炉煤气提高氢含量技术开发；CO2分离、回收技术开发；显热回收技术开发等。
   其次，提高钢铁产品的使用性能，降低钢铁产品的消耗量，控制钢铁工业规模以达到间接减排目的。
   目前我国一些高端产品的研发和应用还主要依靠引进和模仿，一些高档关键品种钢材仍需大量进口，所以开发高性能低成本钢铁产品，实现钢铁品种的升级换代和产业化是技术研发的重点。提高钢铁产品的力学性能、延长生命周期也会间接降低钢铁生产和产品使用对环境的负面影响。持久耐用的钢铁产品会减少社会对新钢材生产的需求，从而可有效减缓自然资源消耗。以先进高强度钢（AHSS）为例，通过使用AHSS钢，可以降低汽车用钢量，从而减轻车重9%，在汽车使用阶段油耗降低5.1%，整个生命周期内GHG排放降低5.7%，同时不会牺牲汽车的安全性。
   提升钢材使用性能通常采用的方法是添加合金元素，但缺点是增加了合金资源消耗，同时对钢材循环使用增加了难度。影响钢材性能的因素除了其化学成分外，钢组织结构也十分重要。在钢材加工过程中，生产工序采用的工艺对钢材的使用性能起决定性作用。
   化学成分相同，加工工艺不同，得到的钢材性能也明显不同。上世纪90年代以来，利用轧钢工艺控制钢材性能的技术有很大发展，许多高性能钢材是依靠轧钢工艺控制生产。今后，利用轧钢工艺控制钢材组织结构将有广阔的发展空间。其中，在保证足够韧性和应用性能前提下，生产高强钢技术引人关注。通过细晶组织强化，控轧控冷工艺提高钢强度是发展方向之一。
洁净钢技术也是重要的发展方向。目前炼钢工序已发展为3个步骤：铁水预处理、转炉脱碳、炉外精炼。实践证明，为把钢材使用性能提高到新的台阶，钢厂要建立洁净钢生产平台。通过原料控制和冶金洁净度控制，控制钢中粗大夹杂物，变有害夹杂为有利因素是生产洁净钢的发展方向。
   此外，提高钢铁资源的循环利用率也是节能减排的重要途径，如废钢和含铁废弃物的有效利用能显著减少资源和能源消耗。钢可以实现100%的循环利用，循环利用不会造成特性损失，并可以显著降低钢铁生产成本，同时节约铁矿石、煤和石灰石。从全球看，大约80%的废钢能够实现循环利用，建筑结构用钢的循环使用比例更高。我国需要在废钢收集与循环利用方面加强引导，制订相关政策，推动循环利用的跨越式发展。
   结语
   温家宝总理说，“面向未来，我国站在一个新的历史起点上。”对于中国钢铁工业来说，面向未来，同样是站在一个新的历史起点上，坚持节约资源和保护环境的基本国策，我国钢铁行业需要不断增强可持续发展能力，把建设资源节约型、环境友好型的中国钢铁工业放在发展战略的突出位置。纵观钢铁工业的发展进程，任何节能减排的成绩都是技术创新的结果。节能减排的效果来自直接和间接节能减排两个方面；前者指在钢铁生产中直接减少能源物质的消耗和废弃物排放；后者则指使用先进钢铁产品所带来的潜在的节能减排效益。

   　摘自《世界金属导报》