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“双碳”目标下,不锈钢及特种合金新材料迎来战略机遇期

来源: 中国环境报  发布时间:2023-05-06

在“双碳”目标下,作为新能源产业的基础支撑,不锈钢、镍及特种合金新材料迎来新的战略机遇期。

  近日,由江苏省兴化市戴南镇人民政府主办,国际镍协会、中关村不锈及特种合金新材料产业技术创新联盟联合主办的“2023全球能源用不锈钢、镍及特种合金新材料技术创新论坛”在江苏省兴化市举办。

  会上,中国钢研科技集团有限公司高级首席专家、中关村不锈及特种合金新材料产业技术创新联盟理事长杜挽生表示,随着全球气候变化的不断加剧,各国政策制定者也在能源领域大力推广可持续发展。不锈钢、镍及特种合金新材料是当前最先进的金属材料之一,在能源和环境领域具有多方面优势,应用广泛;特种合金材料更是在高温、高压、强腐蚀性等恶劣严苛条件下的使用中,发挥着非常重要的作用。

  不锈钢在全生命周期视角下更加绿色低碳

  据国际能源署(iea)有关2020-2070年减碳可持续发展途径的规划,清洁能源包括可再生能源,如风电、水电、太阳能、光伏、地热、生物质能、氢能等,以及碳捕获、利用与封存技术,是实现能源转型的主要路径,能够有效降低碳排放。

  国际镍协会中国首席代表宋全明指出,含镍的不锈钢及特种合金,不仅为能源转型技术提供了强大的材料应用技术支撑,而且在许多清洁能源技术中也发挥着关键作用。

  “随着‘双碳’行动的不断推进,绿色建筑、能源环保装备等行业将快速发展,不锈钢围护系统、不锈钢装备零部件需求占比将进一步扩大。”冶金工业规划研究院副总工程师、轧钢处(生命周期评价中心、市场调研中心)处长管志杰向记者表示,在国家大力发展低碳经济的迫切要求下,不锈钢因其在全生命周期的低碳排放,在传统领域将会部分替代其他材料。

  管志杰举例,以不同材料应用于某建筑结构生命周期碳排放量为例,铝合金为8.5t co2 eq/t,碳钢4.3t co2 eq/t,不锈钢最少,为3.3t co2 eq/t。

  据了解,生命周期评价(lca)是国际通用的环境管理和分析工具,是从产品生命周期全过程来量化产品或系统资源消耗和环境排放,并评价这些消耗和排放对资源、生态环境及人体健康带来的影响。常作为产品环境足迹(如碳足迹、水足迹)、绿色产品以及生态设计等产品环境分析的基础理论。

  “不锈钢因其长寿、耐蚀等特性在全生命周期视角下相较普碳钢而言,更加绿色、低碳。”管志杰认为,lca是顺应国家绿色低碳发展、应对下游行业需求、突破国际绿色贸易壁垒的重要途径和方法。lca能够量化表征不锈钢的绿色低碳属性,基于lca结合下游应用场景开展产品生态设计,助力不锈钢替代部分普钢应用,开拓不锈钢市场。

  废不锈钢资源短缺,利用提升空间较大

  据欧洲钢铁协会统计,每回收1吨普碳废钢,可减少1.5吨二氧化碳排放,而废不锈钢回收对于降低二氧化碳排放量的贡献更大,每回收1吨废不锈钢,可减少约5吨二氧化碳排放。

  不锈钢再生成分比例是指生产新不锈钢时使用的废钢量占比。“欧美等发达国家或地区、其他亚洲国家和地区(除中国外)不锈钢中的再生成分比例远高于全球平均44%,而中国不锈钢的再生成分比例仅23%,废不锈钢利用有很大提升空间。”管志杰指出。

  根据冶金工业规划研究院调研,中国总的废不锈钢钢资源量为600万吨—700万吨。废不锈钢现阶段主要以区域化供应为主,80%资源分布于长江以南区域。

  管志杰建议,不锈钢企业充分利用国内废不锈钢资源,开展废钢加工基地布局研究,以合作、新建等多种方式积极布局符合工信部废钢准入要求的废钢加工基地,提高废钢加工产业集中度。同时,探讨海外布局废钢加工基地可行性。

  “双碳”目标对不锈钢等合金材料提出更高性能要求

  “伴随全球能源产业的快速发展,特别是在新能源领域,对不锈钢、镍及特种合金新材料提出了更高的性能要求,需要在材料制备、加工和性能测试等方面进行长期而深入的研究探索,以满足能源应用发展所需。”杜挽生表示。

  “当前,钢铁行业面临资源、减排、环保等约束,近期用钢硬需求、高端需求交织,预计未来硬需求将会大幅减少,一批钢铁产能或将被迫从市场消失。我们应认识到,以高端冶金材料占领全球市场才是冶金强国之路。近年来,我国钢铁产业不断加强科技创新,大力推动高端钢铁材料与冶金技术发展,但目前特种冶金强国之路仍然任重道远,仍需不懈奋斗。”中国工程院院士、钢铁研究总院首席专家刘正东认为。

  根据不完全统计,截至2023年3月中旬,全国不锈钢总产能约为5700万吨左右,主要分布在华东和中南地区,占比分别达到了48%和29%。福建为不锈钢生产能力最大的省份,达到1600万吨左右。“十四五”期间,国内不锈钢产能呈现出较强的增长态势,预计有1000万吨—2000万吨的增长空间,主要为碳钢置换而来,集中在福建、江苏、山东等不锈钢生产大省。

  “我国不锈钢行业超过200万吨的前4家企业产量占比达64.7%,但100万吨以下的小企业仍然偏多。” 管志杰表示,单一厂、单工序、单产品生产已经不具备竞争优势,必须整合上下游,进一步提高产业集中度、全产业链专业分工,实现高效化生产。



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