深度好文｜JFE钢铁环保和能源有效利用有何举措？

01

JFE集团以通过推进与环境和谐的业务活动，建设富裕社会为目标。其中，将气候变化问题作为重要的经营课题，推进减少钢铁业务的CO₂排放量以及扩大对社会整体CO₂减排的贡献。钢铁业务制定了实现2050年碳中和的路线图，设定了短期、中期、长期的目标，推进了减排CO₂的措施。另外，作为环境方针，提出在所有业务活动中通过降低环境负荷、节约资源以及开展节能项目助力碳减排等，作为持续的业务活动，致力于环境保护、资源与能源的有效利用。

本文将介绍与制铁所能源设备的效率和热回收等能源有效利用相关设备的开发与应用实例，以及JFE集团一体化构建的环境管理体制，致力于环境保护、资源有效利用等环境技术。此外，还将介绍最近利用IT/DS技术提高环境和能源管理水平的案例和技术。

02

为实现碳中和这一目标，日本钢铁行业于2021年2月决定将之前的自愿活动“低碳社会实行计划”修改为“碳中和行动计划”，并修改了第二阶段目标（2030年度目标）。该计划主要包括以下四方面。

1）节能工艺。通过引入可利用的最佳技术促进节能；利用废塑料；应用目前正在开发（预计在2030年左右投入实际生产）的创新技术；以及利用其他有助于减少CO₂排放量的原料和燃料，使得2030年能源产生的CO₂排放量（总量）与2013年相比减少30%。

2）节能产品。通过向国内外供应高性能钢材，为在社会上作为最终产品使用阶段的CO₂减排作出贡献。对于评价定量减排贡献的汽车用钢板、取向电工钢板、船舶用厚板、锅炉用钢管、不锈钢钢板5个品种的钢材，估计截至2030年的CO₂减排潜力约为4200万吨。

3）节能解决方案。通过向全球钢铁行业转让并推广日本钢铁行业的优秀节能技术和设备，助力全球CO₂减排。估计截至2030年日本助力的CO₂减排潜力约为8000万吨。

4）创新技术开发。作为COURSE50项目的一部分，自2008年以来日本一直致力于氢还原炼铁与CO₂分离与回收技术的开发。这些都是受NEDO的委托，各钢铁公司参与策划并实施的。另外，作为面向2050年实现碳中和的创新技术开发，转移至绿色创新基金项目并继续推进，主要围绕下述四项技术进行开发：①开发利用厂内氢气的氢还原技术等；②开发利用外部氢气和高炉废气中含有的CO₂的低碳技术等；③开发氢气直接还原技术；④开发利用直接还原铁的电炉杂质去除技术。

日本铁钢连盟在2023年2月召开的产业结构审议会的钢铁工作报告中，发布以上述这些举措为主的日本钢铁行业所设想的CO₂减排效果。表1对此进行了概述。

03

日本钢铁行业能源效率持续保持在较高水平，主要归功于节能技术的高普及率、各公司为实现“碳中和行动计划”而采取的措施，以及行业内的信息共享与友好竞争。

3.1 节能与CO₂减排行动

为了实现碳中和，一方面致力于炼铁工艺本身的创新技术开发，另一方面，一直进行的节能工作以及支持该技术的技术开发也变得越来越重要。

联合钢铁厂通过以炼铁和炼钢工艺为中心的副产能源产生源的工序、通过消耗副产能源进行钢板轧制和表面处理的工序，以及取得火力发电厂和制氧厂的能源供需平衡，努力减少生产工序的总能耗，“钢铁厂运营战略模型的开发”是在制定其运用计划阶段的有效项目。另外，“钢铁厂电力设施向数智化维护的过渡”是为了避免钢铁厂出现大规模故障，但通过保持上述工序间平衡的最佳稳定作业，具有降低总能耗的效果，因此也可以被认为是有助于节能的项目。

另外，在提高能源利用效率方面，提高燃料燃烧技术也很有效。例如，一种以提高加热效率为目的的燃烧技术，以及在抑制废气环境负荷物质的燃烧技术中结合先进的废热回收的技术。此外，针对停电等异常情况发生时不得不燃烧放散的副产气体，还有为了减少煤烟发生等环境负荷而开发的燃烧技术。

从加强废热回收的角度来看，还有利用热电发电元件的技术。下面将介绍在炼钢工序浇铸板坯时有效利用散失的热量的技术，以及利用焦炉炉体散失的热量为测量设备供电的技术。

3.2 IT/DS技术的利用

JFE集团将多年积累的数据、诀窍和技术与DX融合，大大提高了生产率，促进了成本的降低，并加强了设备检查和监测。

IT/DS利用技术的应用领域广泛，但在能源领域，除了上文提到的“钢铁厂运营战略模型的开发”和“钢铁厂电力设施向数智化维护的过渡”之外，还有“钢铁厂燃料、电力和蒸汽供需指导系统”的开发及其实际应用。该系统的指导功能使年轻员工也能够优化内部能源利用，这在过去很大程度上依靠老员工的经验和直觉。在环境领域，还引入了粉尘排放自动检测、除尘器状态监测和无人机利用技术。

04

4.1 环境政策与环境管理

JFE集团采纳了上述环境政策，主要围绕钢铁生产过程，为有效利用资源、防止空气污染和水污染以及有效利用水资源等制定了较高的目标，且正在努力解决这些环境问题。

在JFE钢铁公司，由总公司的监查部和环境防灾/循环利用部每年对各工厂进行一次监查，对集团公司则结合设备保有状况等因素，根据风险评估结果进行分组，每1-5年进行一次监查。此外，为提高员工的环保意识与知识，JFE鼓励员工考取污染防控管理师资格，并对集团公司的环境管理人员进行环境管理培训。

4.2 环境影响减少行动

JFE集团通过提高生产设施的效率、应用环保设备，节约了能源并减少了对环境的影响。为促进上述工作，JFE集团2022年在环保投资领域斥资263亿日元。环保投资累计金额，如图1所示。

4.2.1 抑制大气污染物排放

JFE钢铁公司以炼钢过程中产生的大气污染物为重点，根据日本铁钢连盟制定的自愿行动计划，在2022财年之前将KPI定为CSR主要课题，并每年稳定实现目标。2022财年的目标和实际成果，如表2所示。

JFE钢铁公司正在硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）的主要排放源——烧结厂内安装脱硫和脱硝设备，同时还在加热炉中改用低NOx燃烧器、使用低硫燃料等。SOx和NOx的实际排放量，如图2和图3所示。

此外，JFE钢铁公司还通过加强厂区清洁、在原料堆场安装洒水设施和挡风围墙、增强除尘器能力等措施，积极抑制粉尘扩散。

4.2.2 减少对水体环境的影响

在钢铁生产过程中冷却、清洗产品和设备需要使用大量淡水，因此水资源的有效利用是一个重要课题。炼钢厂将用过的水进行净化，最大程度地循环利用，并为减少用水量搭建了循环系统。JFE钢铁公司在日本的七个生产基地都制定了水资源管理计划，并将水的循环利用率的目标设定为90%以上，维持了较高的循环利用率。2022年的工业用水循环利用率为93.2%。工业用水接收量和循环利用率的变化趋势如图4所示。此外， 将炼铁生产中使用的水排入公共水域前会进行彻底的净化处理。为了达到与地区管理部门商定的标准（比《水质污染防治法》的排水标准更高），JFE钢铁公司制定了更严格的内部控制标准以改善水质。例如，2022年实际废水水质指标COD（化学需氧量）为2.8吨/天。

4.2.3 生物多样性

JFE集团认为保护生物多样性是一个重要课题，在评估其业务活动对生态系统的影响后，将影响最小化，进行了绿化厂房和保护稀有物种等工作。JFE扇岛火力发电厂1号机组在2019年完成设备更新工作并开始运行。实行计划时，根据《环境影响评价法》和《电力事业法》对该计划的环境影响进行预测和评估，结果发现在项目区域内生长着被登记为灭绝风险增加的物种——头蕊兰，为了确保种群的存活，该物种被移植到与项目区域类似的环境中。

此外，神奈川县横滨市山下公园前的海域在浅水区保持着良好的环境，但在海底附近堆积了含有大量有机物的淤泥，夏季水质恶化，失去了作为生物产卵和繁殖场的功能。JFE钢铁公司与横滨市合作研究，利用将二氧化碳气体吸收到炼钢炉渣中的“Marine Block®”等钢渣产品，开展了海岸区（生物附着基地）建设实验，以改善生物的栖息环境，并通过海域原有生物恢复水质净化能力。实验开始后便立即观察到了海星、海参等生物，并定量推算出滤食性生物（双壳贝、海鞘类等）对海水的过滤作用。

05

铁是一种易回收、可循环利用性优异的材料，可以作为相同材料产品的原材料无限循环利用。JFE集团通过促进炼钢过程中副产品的循环利用、建筑工地废弃物的削减以及废铁的全球循环利用，减少了资源利用和资源循环。JFE钢铁公司将99%以上的副产品回收利用率作为目标，抑制钢渣、高炉和转炉铁粉、水处理沉淀等副产品的产生和排放。

此外，除了在水泥、土木工程等材料中推动钢渣的有效利用之外，还将推广至上述“Marine Block®”等钢渣产品中。2022年副产品的回收利用率为99.5%，实现了目标。副产品的回收利用率，如图5所示。

高品质电工钢研究开发与产业化

【人事调整】中国宝武原副总张锦刚履新青海副省长

【会员风采】6.0mm热基锌铝镁—晋钢最纯“厚”的孩子