現代工業發展是建立在化石能源消耗的基礎之上。由于化石燃料的燃燒,全球二氧化碳排放量從1940年的50億噸增加到現在的近220億噸,而且還在繼續升高。
從二氧化碳產生的行業看,大約50%的二氧化碳排放量來自于工業生產中,其中火力發電居于首位,鋼鐵居于次位。目前,一些北歐國家已經開始征收二氧化碳排放稅,這說明發達國家已經開始把二氧化碳排放納入專項治理的軌道。
鋼鐵工業是生產規模巨大、資金集中的制造工業,也是能源消耗很高的工業,排放的固體廢棄物和氣體產物的數量也非常之大。雖然一小部分尾礦砂和一部分爐渣、塵泥已經能夠回收利用,研發它們的再循環利用技術仍然要繼續深入。如果鋼鐵工業用于環保的投資不足或對環保措施管理不善,鋼鐵企業將成為非常嚴重的污染源。
從技術上看,鋼鐵工業中的高爐法仍將處于礦石還原的主導地位,通過高風溫、富氧、大噴煤,降低焦比和提高利用系數,并處理好高冶煉強度與長壽的關系。出于對溫室氣體造成地球變暖的擔憂,降低二氧化碳排放量已成為發達國家鋼鐵企業環保工作的重點??梢灶A見,鋼鐵工業如何將各種能量和物質的循環利用與回收,以及如何與上下游產業的交融已成為鋼鐵工業實施循環經濟戰略的議題之一。
鋼鐵工業面臨環保挑戰
鋼鐵工業自身的排廢機制決定了其在生產的同時需要環保支持。鋼鐵生產排廢在機制上有如下兩個方面:
一方面,冶金工藝過程必然產生的排廢。如鋼鐵冶金過程必然要產生脈石、爐渣和氧的氣體產物一氧化碳及二氧化碳。
另一方面,鋼鐵冶金過程附帶工藝排廢,如加熱過程產生的高溫廢氣、因廢氣和高溫蒸發產生的煙塵、設備冷卻產生的廢水等。冶金工藝過程必然產生的廢物排放是物料平衡的必然結果,可通過原料結構和工藝加以調節,調節的結果一般只能改變排放物的性質和地點,而無法降低總排放量。要降低該部分排廢只能通過與其他行業技術的結合實現再資源化,如利用冶金爐渣生產建材等。通過革命性的工藝變革可徹底改變工藝結構,也可使工藝過程排放發生變化。
目前,國家環保法規體系在不斷地健全,相關法規在執行上更具可操作性,基本完成了從末端治理向預防與全過程控制、循環經濟與社會經濟解決方式的過渡。同時,“十一五”期間,我國治理污染仍然采用的是總量控制手段,中國鋼鐵工業所承擔的環境負荷較大。
另外,中國鋼鐵企業生產成本中的環保成本比重在不斷增加。伴隨中國經濟發展模式的調整,中國鋼鐵企業的生產成本中環境保護成本所占比例越來越高。當前鋼鐵企業所要繳納的環保費用有:資源稅、判別稅收、生態環境補償費、財政補貼、運用信貸手段保護環境、污水排污費、二氧化硫排污費、超標排污費、排污許可證交易、廢物回收押金制度、污染責任保險、生活污水處理費、污染賠款(罰款)、排污費征收標準管理辦法等。征收上述環保費用的根本目的,是以罰款的方式促進企業主動治理污染。
鋼鐵企業環保存在三個差距
從20世紀90年代開始,我國逐步重視環境保護問題,并于20世紀90年代中期在局部范圍內實現了三個轉變,即從末端治理向全過程控制轉變,從單純濃度控制向濃度與總量控制相結合轉變,從分散治理向分散與集中相結合轉變,并開始了清潔生產試點工作。在資金投入上,中國環保投入雖然在逐年增加,已占同期GDP的1.5%左右,但與發達國家每年環保投入占GDP的2.5%相比,在投入數量和治理力度上還有相當大的差距。
首先,是在污染物的處理方面存在差距。
中國已成為世界產鋼第一的鋼鐵大國,但與世界先進產鋼大國在能源和原材料消耗水平、產品結構和質量水平及環境治理水平上都還存在不小的差距。當前,中國鋼鐵工業環保治理是以治理“三廢”(固體廢物、廢水和廢氣)為內容,以達標排放為目標,以綜合治理為手段,即是以煙塵治理、污水治理、廢渣治理與利用、排放達標與廠區綠化為內涵。在發達國家,對煙塵的治理已完成,對于第二代污染物的治理已處于商業化階段,目前正致力于第三代污染物二氧化碳、二英的控制治理技術的開發與應用。在水處理方面,歐洲國家已更多地用微生物技術替代化學處理技術,以降低處理成本,防止二次污染,提高凈化程度。其次,中國鋼鐵產業在支撐國民經濟高速發展的同時,環保責任同樣艱巨。
中國2006年鋼材消費總量相當于美國、日本兩國年消費量總和的兩倍,而美、日兩國的GDP總和則是中國的7.5倍左右。也就是說,我國單位GDP鋼材消費強度是美、日兩國的15倍。這從一個側面說明我國的鋼鐵工業發展過于粗放式經營,這種粗放式經營表現在鋼鐵生產、鋼材質量、鋼材使用以及整個經濟結構的各個方面。中國鋼鐵行業如能將增長方式從產能擴張型轉變為走集約化經營的發展道路,通過逐步降低單位GDP鋼材消費強度,中國將有可能用同樣多的鋼材就可以支撐起比現在大十倍的國內生產總值,而且會大大降低鋼鐵企業對環境的負荷。
第三,中國鋼鐵企業在“三廢”的治理方面存在不足。
建立低資源使用、低能源消耗的環保型鋼鐵工業,只能依賴于技術進步和創新。發達國家鋼鐵企業積極推進以節能減排為主要目標的設備更新和技術改造,并大力引導企業采用有利于節能環保的新設備、新工藝、新技術,以此促進資源的綜合利用和清潔生產。一部分中國鋼鐵企業在環保設備、工藝、技術方面也有所建樹,并走在了世界前列,但從鋼鐵全行業角度看,其發展很不均衡。
鋼鐵工業環保發展趨勢
首先,中國鋼鐵產業需要走可持續發展道路。
中國鋼鐵企業的可持續發展觀可概述為:立足環保、節能降耗、生態友好、走循環經濟之路,實現經濟效益與社會效益的平衡、持續增長。
未來鋼鐵工業將是原材料和能源充分利用、高效率、低排放甚至零排放的新型生產方式取代大量消耗礦石、煤炭等天然資源,大量排放爐渣、廢熱和二氧化碳等廢氣的傳統生產方式。中國鋼鐵工業只有從人、自然資源、生態環境和科學技術等更大的系統內來實現發展。在資源投入、生產、消費及廢棄物處理的全過程中,不斷提高資源的利用效率,才能從根本上實現可持續發展,才能將鋼鐵生產的社會成本降至最低。
其次,鋼鐵企業要擴大對“三廢”的利用范圍,增強利用效果。固體廢物主要包括鐵礦山選礦尾礦、高爐渣、高爐瓦斯泥、各系統除塵灰、轉爐及電爐鋼渣、除塵污泥、鍋爐渣和粉煤灰等。廢水主要有凈環水、濁環水、淬渣水、除塵水和生活污水等。廢氣主要有焦爐煤氣、高爐煤氣和轉爐煤氣。從當前對“三廢”的利用現狀看,除高爐水渣和焦爐煤氣較完整利用之外,其他“三廢”資源均不同程度地存在浪費。
第三,環保設備投資在企業投資中的比重將會越來越大。在環境管理中,中國鋼鐵工業所裝備的環保設備在先進性、達標的穩定性等方面還不夠高,ISO14000環境管理體系認證還處于較低水平。當前,中國鋼鐵產業已將清潔生產、循環經濟納入到產業發展規劃中,按照這樣的發展模式,環保設備投資的額度必然要加大。