2014年(nian)底，日(ri)本鐵鋼(gang)聯盟公布了日(ri)本鋼(gang)鐵業(ye)2020年(nian)~2030年(nian)的二(er)氧(yang)化碳減(jian)(jian)排(pai)計(ji)劃。根據該(gai)計(ji)劃，到2020年(nian)，日(ri)本鋼(gang)鐵業(ye)的二(er)氧(yang)化碳排(pai)放量(liang)將比(bi)2005年(nian)減(jian)(jian)少200萬噸(dun)；到2030年(nian)，二(er)氧(yang)化碳減(jian)(jian)排(pai)量(liang)比(bi)2005年(nian)減(jian)(jian)少900萬噸(dun)。日(ri)前獲(huo)悉(xi)，JFE正在(zai)建設(she)一套150MW的燃氣(qi)輪機聯合循環(huan)自用(yong)發電機組，并(bing)計(ji)劃于今(jin)年(nian)投入運(yun)行。
鋼(gang)鐵生產需(xu)要(yao)消(xiao)耗(hao)大量的資源和能源，因此，在鋼(gang)鐵生產過程中降(jiang)低環(huan)(huan)境載荷(he)顯得十分重要(yao)。本(ben)文以JFE為(wei)例，介紹了日本(ben)鋼(gang)鐵工業(ye)防止(zhi)全(quan)球變暖，以及在資源節約、降(jiang)低環(huan)(huan)境載荷(he)、建設循環(huan)(huan)型社會和未來發展(zhan)趨勢方面的措施和技術創新。
日(ri)本鋼(gang)鐵(tie)業(ye)實現“3個生態”
2009年(nian)11月，日本鐵鋼聯盟提出了努力解決全球(qiu)變暖的概(gai)念。這(zhe)個概(gai)念基于在全球(qiu)范圍內(nei)減少溫室氣體排(pai)放(fang)，不僅通過鋼鐵企業(ye)自身減少廢(fei)氣排(pai)放(fang)，還將其擴展到其他工業(ye)行業(ye)和海外的制造企業(ye)，其核心要(yao)素(su)是“3個生態(tai)”：生態(tai)過程(cheng)、生態(tai)產品和生態(tai)解決方案。
生(sheng)態(tai)(tai)過(guo)(guo)程。生(sheng)態(tai)(tai)過(guo)(guo)程是指，在生(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程中減(jian)少(shao)CO2排(pai)放(fang)，主(zhu)要通過(guo)(guo)生(sheng)產(chan)系(xi)統的(de)最(zui)優(you)化(hua)、操作(zuo)裝備(bei)和(he)技術的(de)提高、最(zui)先(xian)進節(jie)能(neng)(neng)(neng)技術和(he)裝備(bei)的(de)應用(yong)。從上世紀70年代(dai)到(dao)80年代(dai)，日本鋼(gang)(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)業(ye)(ye)總計(ji)投入資金3萬(wan)億日元用(yong)于環(huan)境保護和(he)資源(yuan)節(jie)約(yue)(yue)，并引(yin)入了大(da)批(pi)節(jie)能(neng)(neng)(neng)設備(bei)。因此，當時日本的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)節(jie)約(yue)(yue)了20%。從1990年起，在日本鐵(tie)鋼(gang)(gang)聯盟志愿行動計(ji)劃的(de)推動下(xia)，日本鋼(gang)(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)業(ye)(ye)開始(shi)實施(shi)各(ge)項措施(shi)，以再減(jian)少(shao)10%的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消耗。單從減(jian)少(shao)CO2來(lai)看，日本目前的(de)減(jian)排(pai)量達到(dao)了9%，即相(xiang)當于每(mei)年減(jian)少(shao)1787萬(wan)噸的(de)CO2，并提前完(wan)成(cheng)了單項工(gong)(gong)業(ye)(ye)CO2減(jian)排(pai)指標。目前，這些研(yan)究和(he)技術已(yi)經幾乎得到(dao)100%的(de)實際(ji)應用(yong)。同時，日本鋼(gang)(gang)鐵(tie)業(ye)(ye)實現(xian)了全球最(zui)高水平的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)利(li)用(yong)率。數據顯示，日本鋼(gang)(gang)鐵(tie)工(gong)(gong)業(ye)(ye)的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)利(li)用(yong)率約(yue)(yue)高于能(neng)(neng)(neng)源(yuan)利(li)用(yong)率最(zui)差的(de)國家30%。
生態(tai)產品(pin)。生態(tai)產品(pin)是(shi)指能源(yuan)節(jie)約體現在產品(pin)使用階段，是(shi)為(wei)用戶提供(gong)高性能的鋼鐵材(cai)料，如開(kai)發(fa)和推(tui)廣車體輕量化的高強(qiang)鋼等，通過能源(yuan)的經濟性利用達到(dao)能源(yuan)節(jie)約。
日本能源經濟協會2010年做了一項試驗，以計(ji)算高(gao)(gao)性能鋼鐵產(chan)(chan)品最終使用階段的(de)(de)CO2減(jian)排(pai)效(xiao)(xiao)果。該項目的(de)(de)產(chan)(chan)品類(lei)別包括高(gao)(gao)性能的(de)(de)汽(qi)車板、取向電工鋼、船(chuan)板用鋼、鋼管和不(bu)銹鋼等。數據結果顯示，在日本使用的(de)(de)這5類(lei)鋼材的(de)(de)CO2減(jian)排(pai)量(liang)為926萬噸，海外(wai)的(de)(de)減(jian)排(pai)量(liang)為1282萬噸。因(yin)此(ci)，高(gao)(gao)性能鋼材使用實(shi)現的(de)(de)總減(jian)排(pai)量(liang)為2208萬噸。此(ci)外(wai)，為了繼續提高(gao)(gao)產(chan)(chan)品的(de)(de)有效(xiao)(xiao)利用率(lv)、開發先進技術，還需(xu)要引入產(chan)(chan)品全生命周期評價的(de)(de)方法。
生(sheng)態解決方案。生(sheng)態解決方案是指通(tong)過研發和全(quan)(quan)球推廣相關的(de)(de)(de)節能環保技術來減少全(quan)(quan)球的(de)(de)(de)CO2排放。這種(zhong)先進技術和裝備向(xiang)其(qi)他(ta)國家輸(shu)出，也為全(quan)(quan)球范(fan)圍(wei)的(de)(de)(de)能源(yuan)節約和遏(e)制全(quan)(quan)球變(bian)暖(nuan)提供了有效的(de)(de)(de)途徑。
由日(ri)本鋼(gang)(gang)(gang)鐵工(gong)業(ye)研發和(he)商(shang)業(ye)化的先(xian)進節能(neng)技術(shu)和(he)裝備已經(jing)被引入很(hen)多(duo)(duo)國家(jia)，僅從日(ri)本鋼(gang)(gang)(gang)鐵工(gong)業(ye)安裝和(he)正在運(yun)行的裝備來看(kan)，2011年，這些主要(yao)節能(neng)鋼(gang)(gang)(gang)廠減少了約(yue)4341萬(wan)噸CO2的排放(fang)量。為了促進世界鋼(gang)(gang)(gang)鐵工(gong)業(ye)提(ti)高能(neng)源效率和(he)減排CO2，日(ri)本鋼(gang)(gang)(gang)鐵工(gong)業(ye)也參與(yu)(yu)到(dao)(dao)了眾多(duo)(duo)國際活動中(zhong)。例(li)如，中(zhong)日(ri)鋼(gang)(gang)(gang)鐵工(gong)業(ye)互(hu)相交(jiao)流討論先(xian)進的節能(neng)環保技術(shu)，日(ri)本鋼(gang)(gang)(gang)鐵工(gong)業(ye)還(huan)參與(yu)(yu)到(dao)(dao)國際鋼(gang)(gang)(gang)協的CO2突破計劃。
可以預計(ji)(ji)，未來通過“3個(ge)生態”實(shi)現(xian)的總(zong)減(jian)(jian)排(pai)量約為8300萬噸，相(xiang)當于日(ri)(ri)本(ben)1990年(nian)總(zong)排(pai)放量的7%。日(ri)(ri)本(ben)鋼(gang)鐵聯盟(meng)志愿行動(dong)計(ji)(ji)劃(hua)已經在(zai)2012年(nian)結束，但在(zai)2014年(nian)11月13日(ri)(ri)，日(ri)(ri)本(ben)鐵鋼(gang)聯盟(meng)又公布了日(ri)(ri)本(ben)鋼(gang)鐵業2020年(nian)~2030年(nian)的二氧化碳減(jian)(jian)排(pai)計(ji)(ji)劃(hua)。
JFE的(de)碳(tan)減(jian)排注重(zhong)效(xiao)率和創(chuang)新
目前，JFE通過(guo)干熄焦(jiao)、煤調濕(shi)、燒結(jie)冷卻廢熱回(hui)(hui)收、廢塑料投料、高爐(lu)(lu)煤粉噴(pen)吹(chui)、高壓蒸汽回(hui)(hui)收發電、豎(shu)爐(lu)(lu)改造(zao)、無(wu)頭軋(ya)制、過(guo)程耦合(he)、回(hui)(hui)轉(zhuan)式再生熱交換器、余熱鍋(guo)爐(lu)(lu)等技術裝備和(he)管理手段，使粗鋼單位能耗(hao)相比1990年降低了18%，CO2排放(fang)量減少了20%。
Super-SINTERTM技術。Super-SINTERTM技術主要是在燒結過程中，用(yong)氫(qing)基氣(qi)(qi)(qi)體代(dai)替常用(yong)的碎焦(jiao)炭(tan)。天(tian)然氣(qi)(qi)(qi)等氫(qing)基氣(qi)(qi)(qi)體，比(bi)碳基焦(jiao)炭(tan)具有更(geng)低的CO2排放(fang)。該項技術最初(chu)應用(yong)于(yu)JFE京濱廠(chang)，在2012年全部(bu)應用(yong)于(yu)JFE的鋼廠(chang)。
高效(xiao)發電(dian)設備。JFE對(dui)眾多的(de)高壓氧氣(qi)、氮氣(qi)壓縮機(ji)(ji)進(jin)行持續的(de)更新改造(zao)(zao)，更新改造(zao)(zao)的(de)鋼(gang)廠(chang)(chang)包括京濱廠(chang)(chang)、千葉廠(chang)(chang)、岡山廠(chang)(chang)和福(fu)山廠(chang)(chang)等。在(zai)千葉廠(chang)(chang)，JFE正在(zai)建設一套150MW的(de)燃氣(qi)輪機(ji)(ji)聯合循環自用(yong)發電(dian)機(ji)(ji)組，以通過提高能源利用(yong)效(xiao)率來節(jie)約能源、減(jian)排CO2。該新機(ji)(ji)組將于今年（2015年）投入(ru)運行。
對抗(kang)全球變暖的技術(shu)(shu)發展。作(zuo)為COURSE50技術(shu)(shu)項目的成員，JFE開發了變壓吸附分離(li)和回(hui)收CO2的技術(shu)(shu)，以及從鋼渣(zha)回(hui)收廢熱的技術(shu)(shu)。
變壓吸附工(gong)藝技術(shu)是用沸石作(zuo)為(wei)吸附劑分離(li)和回(hui)收高爐副(fu)產煤(mei)氣中的(de)CO2。目前，JFE已(yi)經在(zai)其西(xi)日(ri)本鋼鐵福山廠建設了一套規模(mo)為(wei)3噸CO2/天(tian)的(de)試驗裝(zhuang)置。
目前，JFE正在(zai)(zai)研究(jiu)開(kai)發(fa)一種名為(wei)“鐵(tie)焦”的CO2減排生產(chan)技術。同時，JFE在(zai)(zai)東日本鋼鐵(tie)京濱廠建設了一個鐵(tie)焦產(chan)能為(wei)30噸/天的試(shi)驗工廠，并得(de)到日本新(xin)能源產(chan)業技術綜合開(kai)發(fa)機(ji)構的贊(zan)助支持。
為了(le)實現世界(jie)最高(gao)水平(ping)的能(neng)源(yuan)有(you)效利用，JFE到2011年已經累計投入了(le)4275億日元。目前，JFE正在計劃100億日元/年的大規模(mo)投資，用于(yu)能(neng)源(yuan)系統(tong)的升(sheng)級改(gai)造等(deng)。
環保和副產物回收并行
JFE在(zai)2005年(nian)就成立了(le)(le)單獨的(de)環(huan)境管理控制部門(men)，并加強了(le)(le)其權(quan)力。同時，JFE從審計部門(men)引入了(le)(le)環(huan)境審計系統，環(huan)境管控能力也隨著業務審計的(de)實施不(bu)斷提高。此外，他們還(huan)在(zai)各個工(gong)作層級引入了(le)(le)環(huan)境保護(hu)教育系統，以增(zeng)強員工(gong)的(de)環(huan)保意識(shi)和環(huan)保知識(shi)。JFE鼓勵技術崗位的(de)員工(gong)考取日本(ben)政府承認的(de)污染控制經(jing)理資質證(zheng)書。從2005年(nian)至今(jin)，JFE已(yi)經(jing)有1074人取得了(le)(le)該(gai)項資質。
JFE降低苯排(pai)放(fang)的措施(shi)包(bao)括：通過(guo)使(shi)用高效的爐(lu)門清(qing)掃機減少(shao)焦爐(lu)的氣體(ti)泄漏；引入燃(ran)燒(shao)處(chu)理和活性(xing)炭吸(xi)附處(chu)理工(gong)藝，處(chu)理煤填入焦爐(lu)時的煤氣放(fang)散；引入蒸汽回收和燃(ran)燒(shao)處(chu)理設備處(chu)理輕質原油等。2011年(nian)，JFE的苯排(pai)放(fang)量相比(bi)2001年(nian)降低了70%。二(er)口惡(e)英主(zhu)要產生于燒(shao)結過(guo)程，JFE加強了濕(shi)式靜電除(chu)塵器的能力，同時，采取措施(shi)減少(shao)燒(shao)結材(cai)料中Cl的放(fang)散。因(yin)為Cl是二(er)口惡(e)英形成(cheng)的主(zhu)要因(yin)素(su)之一(yi)。與2001年(nian)相比(bi)，JFE2011年(nian)的二(er)口惡(e)英總排(pai)放(fang)量降低了88%。
JFE很早就采取了多項措施(shi)防(fang)止粉塵(chen)排(pai)放，如增加粉塵(chen)采集(ji)器的(de)(de)數量、提(ti)高其性能，在料倉灑水(shui)(shui)或者料倉封閉，在廠區經常性的(de)(de)清潔(jie)和灑水(shui)(shui)等(deng)。目(mu)前，JFE京濱(bin)廠的(de)(de)灑水(shui)(shui)設備又進行(xing)了升級。基于(yu)模擬分析，JFE能夠(gou)找出需要實施(shi)措施(shi)的(de)(de)關鍵點，同時積極有效的(de)(de)提(ti)高裝(zhuang)備水(shui)(shui)平。
2011年，JFE總共消耗了約6800萬(wan)噸原材料(liao)，產(chan)生了約1500萬(wan)噸的副產(chan)物，但其副產(chan)物回(hui)收率達到了99.7%。目前，JFE正在開發(fa)一種冶金渣(zha)的新用途，將其作為海(hai)洋環境(jing)(jing)恢復的材料(liao)。該項研發(fa)利(li)用冶金渣(zha)中(zhong)的氧化(hua)(hua)鈣(gai)和(he)氧化(hua)(hua)鐵成分，以(yi)及使珊(shan)瑚礁恢復的技術。珊(shan)瑚蟲和(he)昆布等生物能夠在這(zhe)種材料(liao)中(zhong)生存，從而(er)達到恢復珊(shan)瑚礁海(hai)洋環境(jing)(jing)的目的。
粉(fen)(fen)塵(chen)和(he)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)具有(you)很高(gao)的含(han)鐵(tie)量，但其中(zhong)有(you)時會含(han)有(you)鋅(xin)和(he)其他(ta)雜質，使(shi)(shi)其難以回收(shou)再利(li)用(yong)。為(wei)此，JFE開發(fa)引進了(le)回收(shou)裝置(zhi)。例(li)如，粉(fen)(fen)塵(chen)精煉(lian)爐能(neng)夠將(jiang)鋅(xin)從粉(fen)(fen)塵(chen)中(zhong)除去并加以回收(shou)，使(shi)(shi)含(han)鐵(tie)粉(fen)(fen)塵(chen)能(neng)夠重新用(yong)于冶煉(lian)，該技術最(zui)早用(yong)于JFE福(fu)山廠(chang)。此外(wai)，JFE倉(cang)敷廠(chang)還利(li)用(yong)一種焙燒爐將(jiang)含(han)油(you)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)的油(you)除去。
JFE研發了(le)一系列循環技(ji)術利用燃燒爐(lu)和熔化爐(lu)消納其(qi)(qi)它行業以及社會的(de)(de)廢塑料(liao)，例如塑料(liao)容器和塑料(liao)包裝這類常見(jian)的(de)(de)城市垃圾。JFE在世界(jie)首(shou)次應用廢塑料(liao)作為高爐(lu)原(yuan)料(liao)，并將其(qi)(qi)商業化，其(qi)(qi)主要是噴吹塑料(liao)粉，并且將其(qi)(qi)作為高爐(lu)中鐵礦石的(de)(de)還原(yuan)劑。