2011年2～6月，笔者有幸在台湾成功大学访问学习，并选择钢铁工业CO₂减排技术作为研究主题。本文分析了钢铁行业的减排措施及技术发展走势，考察了世界主要钢铁减排技术研发项目并对它们做出简要评价，最后针对中国大陆和台湾的钢铁生产现状，给出相应的技术发展建议。

一 钢铁工业的碳排放问题

过去几十年来，温室效应导致的全球变暖和海平面上升已是不容忽视的事实。而导致温室效应的元凶最主要为CO₂的排放。钢铁工业是工业排碳大户，未来几十年内，这一现状不会有太多改变。如果能在钢铁工业实现有效率的减排，将大大缓解全球减排压力。

过去30年来，世界钢铁工业得到了飞速发展。自1980年到2010年，世界钢产量成长了200%（从1980年的不到600Mt到2010年已发展到1300Mt）。除了由于2008年的金融危机所导致的钢铁产量的短期衰退外，目前就发展势头上来看，世界钢铁产量在未来一段时间内，仍会保持稳定增长的态势。根据世界钢铁协会估计，世界钢铁用量未来将基本保持接近8%的年增长率。其中，以发展中国家，如金砖四国（巴西、俄罗斯、中国、印度）的增长势头最为显著。值得一提的是，中国台湾地区2010年钢产量为1964万吨，人均用量几乎达到1吨。而中国大陆目前的钢铁总用量为6亿吨左右，人均不到0.5吨用量，潜力还很大。展望未来五年，世界钢铁产量将继续保持稳定增长的势头，而想依靠降低钢铁产量而减少碳排放的思路是行不通的。由于钢铁产量的持续增加已成为现实，如何做到从生产技术上减排才是未来钢铁行业减排需要突破的重点。

钢铁工业的能耗占比和碳排放占比到底如何？只有将这些问题分析清楚，我们才能更加明白钢铁行业减碳的重要性。让我们首先考察世界主要钢铁生产地区的钢铁工业，占本国工业能耗比例的历史及现状。截至2005年，除了南亚以外，北美、欧洲、中国的钢铁工业占本国能耗已逾四分之一。相比于1981年的发展状况，其工业能耗占比在北美和欧洲都没有显著变化。由于北美和欧洲地区已高度发达，可以推断，这个比例在未来一段时间内不会有太多变化。而中国大陆自改革开放以后，整体工业有了飞速发展，钢铁能耗占比大大提高，其总量也超过了欧美地区。因此，若能在钢铁工业实现大范围节能，必将对全球节能做出巨大贡献。再从钢铁工业的碳排放占比，目前整个钢铁工业占世界各行业直接碳排放的比例高达27%，是比重最大的行业之一。由于未来一段时间内，钢产量将趋于平稳增长，因此若能对钢铁行业采取行之有效的减排措施，将大大缓解全球碳排放的压力。

钢铁工业到底有多少减排潜力？联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）有一个权威的估计：钢铁行业每年能减少2.3～4.5EJ（1EJ=10¹⁸J）的能量，220～360百万公吨的CO₂的排放量，节能潜力还有9%～18%。这样的潜力在主要的工业行业中名列第二，仅次于石化产业。相对于石化产业是必须燃烧石化燃料而不可避免要排放CO₂，钢铁工业在改变其能源使用结构和使用效率的环节上突破的潜力很大。而且IPCC的预测主要基于对现有技术的减排潜力的考虑，由于目前各国都在对超低碳的钢铁冶炼技术进行研发，所以未来几十年钢铁工业的碳减排还将有很大的改观。

钢铁工业的减碳潜力毋庸置疑，但是整个钢铁生产流程众多，只有找到最有效率的减碳生产环节，才能真正有效率地为钢铁工业节能减排。钢主要是由生铁制造（占比为61.8%），而从废钢和直接还原铁生产的钢占比不到40%。值得一提的是，废钢和直接还原铁的流程中很少产生大量CO₂，所以钢的生产产生CO₂的主要方式是对生铁的加工（而生铁制程本身就要产生大量CO₂）。

IPCC对钢铁生产流程减碳潜力的估计。其中，高炉的有效改善的减碳潜力是每年1.2～1.5EJ，CO₂减排量仅在这一环节中每年将达115～140百万公吨。高炉就是生产生铁，它的减排潜力几乎占到了整个钢铁生产流程的一半。由于，目前世界的废钢量还不足以满足所有的钢铁使用需求，可以预计在未来几十年内，生铁的制造还将是整个钢铁生产的主要来源。因此，如何行之有效地改善生铁制造的流程，更进一步说，如何在高炉生产上实现减排和提高能源使用效率，将成为钢铁工业减排的技术重点。

二 钢铁工业减排现状分析

1.过去几十年来钢铁工业节能减排的成效

过去30年来，北美、日本、欧洲地区钢铁工业的节能减排基