當(dāng)前,全球部分國(guó)家和鋼鐵行業(yè)都認(rèn)為盡可能多地使用國(guó)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(wèn)題。首先,在一個(gè)國(guó)家內(nèi)部使用更多的廢鋼可能不會(huì)對(duì)全球碳排放產(chǎn)生顯著影響。其次,雖然在全球范圍內(nèi)無(wú)需因?yàn)閺U鋼的殘余元素含量較高而限制其使用,但在國(guó)家層面,情況可能大不相同。本文論述了不同國(guó)家基于不同的鋼鐵生產(chǎn)流程對(duì)廢鋼有害元素容許值存在不同,提出加強(qiáng)廢鋼貿(mào)易,促進(jìn)廢鋼流動(dòng),從全球角度來(lái)講有利于促進(jìn)鋼鐵行業(yè)的脫碳。
由于回收廢鋼具有經(jīng)濟(jì)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(shì)將會(huì)持續(xù)下去。隨著越來(lái)越多的廢鋼被使用,其對(duì)鋼鐵行業(yè)的脫碳進(jìn)程將作出重要貢獻(xiàn)。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(duì)鋼鐵生產(chǎn)的一些負(fù)面影響引發(fā)業(yè)內(nèi)擔(dān)憂,主要是廢鋼的質(zhì)量問(wèn)題。
廢鋼中含有的幾種殘余元素將會(huì)限制其使用,其中銅就是一個(gè)重要的元素,因?yàn)殂~在煉鋼過(guò)程中無(wú)法被去除,并且會(huì)對(duì)鋼的性能產(chǎn)生不利影響。廢鋼中的銅通常來(lái)自電機(jī)繞組和電纜,它們夾帶在廢鋼回收過(guò)程中,這是有些折舊廢鋼不被利用的原因之一。預(yù)計(jì)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(lái)未經(jīng)進(jìn)一步處理的廢鋼是否可以直接使用,其用量是否會(huì)受到限制,這一點(diǎn)還尚不清楚。
出于對(duì)鋼鐵市場(chǎng)的長(zhǎng)期展望,有研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)始探索廢鋼供應(yīng)量增加對(duì)整個(gè)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(huì)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(guò)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(guò)程中的損失有關(guān),也可被迅速回收;折舊廢鋼是當(dāng)鋼鐵應(yīng)用和產(chǎn)品達(dá)到其使用壽命時(shí)(對(duì)于主要基礎(chǔ)設(shè)施或建筑物來(lái)說(shuō)可能為40-50年)產(chǎn)生的廢鋼,主要來(lái)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(duì)不含有害雜質(zhì),但即使存在殘余元素,其含量通常也很準(zhǔn)確,這使得它們更易于使用,對(duì)鋼鐵制造商來(lái)說(shuō)也更有價(jià)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(lái)源和復(fù)雜程度。這使得折舊廢鋼在煉鋼過(guò)程中難以管理且成本高,而且有可能會(huì)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(duì)整體廢鋼質(zhì)量有重大影響,根據(jù)有關(guān)研究機(jī)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(lái)越大,鋼材質(zhì)量下降將成為一個(gè)更大的問(wèn)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(jī)構(gòu)對(duì)到2050年廢鋼和鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中銅的含量進(jìn)行了研究??紤]到2050年預(yù)計(jì)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(lán)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(duì)每年通過(guò)廢鋼進(jìn)入煉鋼系統(tǒng)的銅含量的預(yù)期。這一結(jié)果基于兩個(gè)假設(shè),即通過(guò)煉鐵路線進(jìn)入鋼鐵系統(tǒng)的銅可以忽略不計(jì),并且廢鋼處理(即去除銅)能力在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)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(wèn)題方面,廢鋼的使用不應(yīng)該受到限制,盡管銅含量在該時(shí)期末開(kāi)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(méi)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?duì)廢鋼的使用沒(méi)有限制,但在國(guó)家或地區(qū)層面上情況可能大不相同。有些國(guó)家建議應(yīng)最大限度地利用本國(guó)廢鋼以減少國(guó)內(nèi)排放量。圖2顯示了與上述相同的研究結(jié)論,但針對(duì)的是歐盟27國(guó)和英國(guó)。

在歐盟27國(guó)和英國(guó),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?yàn)樽鳛橐粋€(gè)更成熟的經(jīng)濟(jì)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(jī)后鋼鐵消費(fèi)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(cè)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(jìn)行大量額外的廢鋼加工以去除銅,它也無(wú)法做到這一點(diǎn)。

這一結(jié)果對(duì)希望使用更多國(guó)內(nèi)產(chǎn)生的廢鋼來(lái)減少碳排放的企業(yè)和國(guó)家產(chǎn)生了影響。如果沒(méi)有額外的加工處理,就不可能實(shí)施這樣的戰(zhàn)略。因此,對(duì)于歐盟等國(guó)家或地區(qū)而言,任何涉及使用全部國(guó)內(nèi)廢鋼的戰(zhàn)略都必須包括進(jìn)一步廢鋼處理的規(guī)定。從成本或技術(shù)角度來(lái)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(wèn)題。
相反,像印度這樣的鋼鐵需求不斷增長(zhǎng)的國(guó)家,有很大空間使用更多的廢鋼,因?yàn)殇撹F中銅的可容許水平遠(yuǎn)高于目前國(guó)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(lái)廢鋼貿(mào)易的主要驅(qū)動(dòng)力。
廢鋼貿(mào)易是最大限度地實(shí)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(huì)因?yàn)橛泻υ兀ㄓ绕涫倾~)含量的增加而受到限制。然而,只有當(dāng)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(shí),才會(huì)保證廢鋼被合理的回收利用,并最大限度地發(fā)揮其對(duì)脫碳的作用。對(duì)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(duì)脫碳的貢獻(xiàn),在實(shí)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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