(三)减排工艺设备落后,环保设施有待完善
我国钢铁行业能耗及碳排放量,除了宝钢等大型企业在各个工序能耗及二次能源的利用水平方面已达到国际领先水平外,大部分钢铁企业在这两方面与先进钢铁国家差距明显。比如一些先进的节能工艺装备技术尚未得到普遍的推广应用,能耗和排放指标都比较高。我国钢铁工业生产过程主要以高碳特征的高炉-转炉流程为主,该流程的钢铁产量占全国钢铁产量的90%以上。据对重点钢铁企业调查统计数据显示,达到国际水平的装备,高炉比例最高,但也只占高炉生产总能力的25%,其它各工序平均只有10%左右。与我国不同,先进钢铁国家的转炉冶炼环节中能量回收量大于能量消耗量,均为负能耗。我国钢铁流程的能源利用率仅为27%,其余73%主要以余能余热的形式存在,而我国对余能余热平均回收率仅为45.6%,与国际先进水平92%相差甚远,且流程总体能耗与发达国家差距也在11%左右。
(四)过分依赖传统化石能源,能源排放物的再利用率较低
中国钢铁工业一次能源以煤炭为主,在能源消费总量中占70%左右,其中以矿石为主要原料的高炉转炉长流程消耗的煤炭更是占到其一次能源的95%以上。而我国以废钢为主原料的显著节省能耗的电炉炼钢比率非常低,我国2015年电炉钢比例仅为6.1%,低于世界平均水平20个百分点,与同期美国62.7%电炉钢比例差距更是巨大。因此我国钢铁行业主要以消耗煤炭高的转炉方式生产,高碳特征明显。与此同时,我国煤炭使用中煤发热量、灰分、硫分等质量指标也低于世界先进水平10个百分点,传统化石能源效率低下,再加上我国大量钢铁企业工艺设备水平有限,导致能源排放物回收和利用率非常低。例如,唐山市钢铁行业的粗细颗粒物、SO排放量均较大,特别是CO的排放量最大,主要原因是能源排放物转炉煤气回收率低,有少数企业甚至没有回收,造成整个钢铁行业约50%的含有大量CO的转炉煤气被直接排放掉,这些必然加大了我国钢铁行业的碳排放。
二、我国钢铁工业碳排放面临困境的原因
(一)节能减排环保研发投入明显不足
目前国际先进钢铁国家纷纷投入巨额经费进行节能减排的研发工作。欧洲超低二氧化碳排放项目(ULCOS)第一研发阶段2004—2009年总投资7500万欧元,第二研发阶段2009—2015年项目总投资达到5—5.5亿欧元。美国钢铁行业用于环境保护的投资约为钢铁行业总投资的15%左右。与欧美等先进国家高水平投入下的自主研发不同,我国更侧重于成本较低的技术引进,2009-2013 年我国大中型钢铁企业科技投入仅占主营业务收入1.9%左右,其中自主研发的投入仅占1.4%左右,同国外的差距还是非常明显的。另一方面,我国钢铁企业环保投入明显不足,如国外先进钢铁企业吨钢环保投资70~120元,环保设施运行成本130~150元,而我国钢铁企业吨钢平均环保设施运行成本55元,其中只有宝钢、首钢等先进钢铁企业吨钢环保设施运行成本100~145元,按我国钢产量8亿吨计算,要达到国外钢企环保投入水平,我国钢铁行业每年需增加环保运行成本约410亿元。