當前,全球部分國家和鋼鐵行業(yè)都認為盡可能多地使用國內(nèi)廢鋼有利于降低碳排放,然而廢鋼的循環(huán)利用也面臨著一些問題。首先,在一個國家內(nèi)部使用更多的廢鋼可能不會對全球碳排放產(chǎn)生顯著影響。其次,雖然在全球范圍內(nèi)無需因為廢鋼的殘余元素含量較高而限制其使用,但在國家層面,情況可能大不相同。本文論述了不同國家基于不同的鋼鐵生產(chǎn)流程對廢鋼有害元素容許值存在不同,提出加強廢鋼貿(mào)易,促進廢鋼流動,從全球角度來講有利于促進鋼鐵行業(yè)的脫碳。
由于回收廢鋼具有經(jīng)濟性,并且易于回收,因此廢鋼是世界上回收率最高的材料,幾乎已經(jīng)被完全回收,而且這一趨勢將會持續(xù)下去。隨著越來越多的廢鋼被使用,其對鋼鐵行業(yè)的脫碳進程將作出重要貢獻。然而,隨著廢鋼產(chǎn)生量的增加以及其在鋼鐵生產(chǎn)中所占比例的上升,廢鋼對鋼鐵生產(chǎn)的一些負面影響引發(fā)業(yè)內(nèi)擔(dān)憂,主要是廢鋼的質(zhì)量問題。
廢鋼中含有的幾種殘余元素將會限制其使用,其中銅就是一個重要的元素,因為銅在煉鋼過程中無法被去除,并且會對鋼的性能產(chǎn)生不利影響。廢鋼中的銅通常來自電機繞組和電纜,它們夾帶在廢鋼回收過程中,這是有些折舊廢鋼不被利用的原因之一。預(yù)計到2050年,折舊廢鋼占廢鋼總量的比例將增加,因此廢鋼中的銅含量也將增加。然而,未來未經(jīng)進一步處理的廢鋼是否可以直接使用,其用量是否會受到限制,這一點還尚不清楚。
出于對鋼鐵市場的長期展望,有研究機構(gòu)已經(jīng)開始探索廢鋼供應(yīng)量增加對整個鋼鐵系統(tǒng)中銅含量的影響,以了解鋼鐵中的銅閾值是否會被突破,并得出了一些初步結(jié)論。
折舊廢鋼數(shù)量的增加威脅到廢鋼在鋼鐵脫碳中的作用
廢鋼大致分為三種不同類型,即自產(chǎn)廢鋼、加工廢鋼和折舊廢鋼。自產(chǎn)廢鋼是由鋼廠在鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生,并立即回收并應(yīng)用到生產(chǎn)中;加工廢鋼是由鋼材用戶產(chǎn)生,與制造和使用過程中的損失有關(guān),也可被迅速回收;折舊廢鋼是當鋼鐵應(yīng)用和產(chǎn)品達到其使用壽命時(對于主要基礎(chǔ)設(shè)施或建筑物來說可能為40-50年)產(chǎn)生的廢鋼,主要來自建筑和土木工程。研究表明,廢鋼產(chǎn)生量與約20年前的鋼鐵消耗量直接相關(guān)。
自產(chǎn)廢鋼和加工廢鋼相對不含有害雜質(zhì),但即使存在殘余元素,其含量通常也很準確,這使得它們更易于使用,對鋼鐵制造商來說也更有價值。
折舊廢鋼則可能混入許多其它元素和非金屬雜質(zhì),含量較高而且不確定,取決于收集和加工的來源和復(fù)雜程度。這使得折舊廢鋼在煉鋼過程中難以管理且成本高,而且有可能會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格而返工。折舊廢鋼目前占廢鋼總供應(yīng)量的50%以上,因此對整體廢鋼質(zhì)量有重大影響,根據(jù)有關(guān)研究機構(gòu)的估算,隨著更多折舊廢鋼的產(chǎn)生,到2050年這一比例將上升到70%左右,而隨著折舊廢鋼在廢鋼總量中所占比例的增加,廢鋼質(zhì)量的不確定性相應(yīng)增加,并且由于使用廢鋼生產(chǎn)的鋼材占比也將越來越大,鋼材質(zhì)量下降將成為一個更大的問題。
廢鋼的使用不應(yīng)該受到廢鋼質(zhì)量惡化的抑制
為了研究廢鋼質(zhì)量的影響,有機構(gòu)對到2050年廢鋼和鋼鐵生產(chǎn)過程中銅的含量進行了研究??紤]到2050年預(yù)計生產(chǎn)的鋼材數(shù)量和類型,全球范圍內(nèi)存在可以容忍的最大銅含量如圖中的藍線所示,該數(shù)量基于不同鋼鐵產(chǎn)品類型和產(chǎn)量的最大容許銅含量水平。黑線顯示了根據(jù)廢鋼的產(chǎn)生量對每年通過廢鋼進入煉鋼系統(tǒng)的銅含量的預(yù)期。這一結(jié)果基于兩個假設(shè),即通過煉鐵路線進入鋼鐵系統(tǒng)的銅可以忽略不計,并且廢鋼處理(即去除銅)能力在一段時間內(nèi)沒有顯著變化。
圖1表明,在全球范圍內(nèi),到2050年,在銅的積累問題方面,廢鋼的使用不應(yīng)該受到限制,盡管銅含量在該時期末開始上升至接近閾值。如前文所述,該數(shù)據(jù)基于銅去除的處理能力沒有變化的假設(shè),因此代表了最壞的情況。

廢鋼貿(mào)易支持鋼鐵脫碳
盡管在全球?qū)用嫠坪鯇U鋼的使用沒有限制,但在國家或地區(qū)層面上情況可能大不相同。有些國家建議應(yīng)最大限度地利用本國廢鋼以減少國內(nèi)排放量。圖2顯示了與上述相同的研究結(jié)論,但針對的是歐盟27國和英國。

在歐盟27國和英國,產(chǎn)生的廢鋼中的銅含量高于該地區(qū)生產(chǎn)的鋼材中容許的銅含量最高水平。這是因為作為一個更成熟的經(jīng)濟體,與鋼鐵產(chǎn)量相比,歐洲產(chǎn)生的廢鋼量更高。雖然在2030年至2040年期間,由于之前的全球金融危機后鋼鐵消費量下降導(dǎo)致廢鋼水平降低,這種情況有所改善,但隨著預(yù)測的鋼鐵產(chǎn)量下降,從2042年起情況將再次惡化。因此,即使歐盟想消耗掉其所有廢鋼,最大限度地減少鋼鐵行業(yè)的排放量,如果不進行大量額外的廢鋼加工以去除銅,它也無法做到這一點。

這一結(jié)果對希望使用更多國內(nèi)產(chǎn)生的廢鋼來減少碳排放的企業(yè)和國家產(chǎn)生了影響。如果沒有額外的加工處理,就不可能實施這樣的戰(zhàn)略。因此,對于歐盟等國家或地區(qū)而言,任何涉及使用全部國內(nèi)廢鋼的戰(zhàn)略都必須包括進一步廢鋼處理的規(guī)定。從成本或技術(shù)角度來看,所需的廢鋼處理水平是否可行,也是需要考慮和解決的問題。
相反,像印度這樣的鋼鐵需求不斷增長的國家,有很大空間使用更多的廢鋼,因為鋼鐵中銅的可容許水平遠高于目前國內(nèi)可用廢鋼中所含的銅的水平,與鋼鐵產(chǎn)量相比,印度廢鋼數(shù)量較低。這些差異將成為未來廢鋼貿(mào)易的主要驅(qū)動力。
廢鋼貿(mào)易是最大限度地實現(xiàn)脫碳的最佳方式
在全球范圍內(nèi),到2050年,廢鋼的使用似乎不會因為有害元素(尤其是銅)含量的增加而受到限制。然而,只有當廢鋼貿(mào)易允許將不同質(zhì)量的廢鋼分配到可以最有效利用它們的地方時,才會保證廢鋼被合理的回收利用,并最大限度地發(fā)揮其對脫碳的作用。對廢鋼貿(mào)易的任何限制都將抑制廢鋼的充分利用,減少其對脫碳的貢獻,在實施額外加工的情況下導(dǎo)致更高的成本。
備注:數(shù)據(jù)僅供參考,不作為投資依據(jù)。
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