日本政府于2020年10月宣布2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。2021年5月，日本國(guó)會(huì)參議院正式通過修訂后的《全球變暖對(duì)策推進(jìn)法》，以立法的形式明確了日本政府提出的到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。

日本能源匱乏，節(jié)能在日本能源政策中占有舉足輕重的地位，特別是20世紀(jì)70年代初的石油危機(jī)之后。作為能源消耗大戶，日本鋼鐵工業(yè)一直非常關(guān)注節(jié)能問題。隨著對(duì)先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的不斷開發(fā)和廣泛應(yīng)用，日本鋼鐵工業(yè)的節(jié)能減排取得了顯著成效。20世紀(jì)90年代中期以后，日本逐漸將應(yīng)對(duì)全球氣候變化提上日程。而鋼鐵行業(yè)是日本工業(yè)部門中排放二氧化碳最多的行業(yè)。因此，在此階段，日本鋼鐵工業(yè)逐步從節(jié)能降本轉(zhuǎn)變?yōu)榕档虲O2和所有溫室氣體排放，并為此積極開發(fā)降低CO2排放的新技術(shù)、加強(qiáng)廢棄物回收以及進(jìn)行生命周期評(píng)價(jià)等。具體措施如下：

一、制定減排和碳中和規(guī)劃

(資料圖片僅供參考)

2008年，日本新能源產(chǎn)業(yè)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)日本環(huán)境友好型煉鐵工藝技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目（COURSE50）并委托給日本制鐵、神戶制鋼集團(tuán)、JFE鋼鐵等日本鋼鐵企業(yè)予以落實(shí)。COURSE50項(xiàng)目是日本美麗地球（Cool Earth）計(jì)劃的一部分。Cool Earth 在2007年提出，目標(biāo)是《京都議定書》中規(guī)定的內(nèi)容，旨在2050年前將全球二氧化碳排放量減少50%。COURSE50的研究?jī)?nèi)容主要分為兩方面：1）以氫直接還原鐵礦石的高爐減排CO2技術(shù)的研發(fā)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)10%的CO2減排，開發(fā)的主要技術(shù)包括利用氫還原鐵礦石的技術(shù)、增加氫含量的焦?fàn)t煤氣改質(zhì)技術(shù)（焦?fàn)t煤氣改質(zhì)技術(shù)就是將焦?fàn)t煤氣中的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)變?yōu)闅錃猓ㄟ^催化裂解將焦?fàn)t煤氣改質(zhì)，改質(zhì)后的焦?fàn)t煤氣中氫氣含量可達(dá)到60%以上）、高強(qiáng)度高反應(yīng)性焦炭的生產(chǎn)技術(shù)；2）高爐煤氣中CO2的分離、回收技術(shù)的研發(fā)，目標(biāo)是減排20%的CO2。

2018年，日本鐵鋼聯(lián)盟提出2100年挑戰(zhàn)“零碳鋼”的目標(biāo)，擬通過環(huán)保型工藝、環(huán)保型產(chǎn)品和環(huán)保型解決方案來實(shí)現(xiàn)。COURSE50也成為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的重要途徑之一。

二、研發(fā)突破性減排技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)2050年碳中和的目標(biāo)，日本制鐵采用的主要技術(shù)方案包括應(yīng)用大型電弧爐大規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼和氫氣還原高爐煉鐵技術(shù)（COURSE50 & Super COURSE50）。一是應(yīng)用大型電弧爐大規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼。2020年電爐鋼產(chǎn)量占比達(dá)25.4%，同比增加0.9%，更多電爐項(xiàng)目還在建設(shè)當(dāng)中。二是氫氣還原高爐煉鐵技術(shù)，采用氫氣和直接還原鐵（DRI）替代部分焦煤和鐵礦。

神戶制鋼致力于提升還原及熔融工序中能源效率的技術(shù)開發(fā)活動(dòng)，注重節(jié)能技術(shù)、擴(kuò)大鐵屑利用等來降低碳排放。高爐C02減排通過運(yùn)用高爐爐溫人工智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)、人工智能操作高爐?技術(shù)，最大限度提高效率。神戶制鋼同時(shí)注重創(chuàng)新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排。如引進(jìn)利用高爐煤氣的高效燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備，大幅削減了二氧化碳排放量。特別是，在鋼鐵工藝中，將使用天然氣的還原鐵制造方法（MIDREX?工藝） 形成的大量熱壓鐵（HBI）投入高爐，可以減少高爐工序約20% 的二氧化碳排放量。此外，神戶制鋼也研究使用電爐生產(chǎn)高級(jí)鋼。

三、利用碳捕捉、運(yùn)用和儲(chǔ)存

即使是具有突破性技術(shù)的高爐，仍然會(huì)排放大量的二氧化碳，這種情況下，可以通過捕獲二氧化碳，并用于化學(xué)品或儲(chǔ)存在地下。

日本制鐵將開發(fā)和置換為通過氫還原鐵礦石將CO2排放量降至為零的無碳煉鐵（氫還原煉鐵）。但考慮到確立氫還原煉鐵技術(shù)和廉價(jià)的大量無CO2氫供給體制的道路還有很遠(yuǎn)，預(yù)計(jì)當(dāng)前仍將與高爐并存生產(chǎn)。在這種情況下，通過開發(fā)和利用高爐工藝中COURSE50技術(shù)等促進(jìn)CO2排放量減少，同時(shí)通過二氧化碳的捕集、利用與封存（CCUS）實(shí)現(xiàn)CO2的有價(jià)化和固定化。

四、創(chuàng)新固碳技術(shù)

日本制鐵開發(fā)了“藍(lán)碳”（Blue Carbon）項(xiàng)目。為了改進(jìn)對(duì)鋼渣的利用，日本制鐵開始了藍(lán)碳（海洋生態(tài)系統(tǒng)中的二氧化碳吸收和固定)的基礎(chǔ)研究，收集關(guān)于通過使用鋼渣和創(chuàng)造淺底、潮灘和海藻床可以固定多少二氧化碳的基本數(shù)據(jù)，并利用日本制鐵自身的大型水箱（海洋實(shí)驗(yàn)室），開發(fā)研究利用鋼渣創(chuàng)造灘涂、淺底、海藻床等的方法，改善沿海地區(qū)的環(huán)境。有了基本數(shù)據(jù)的匯總，就了解可以固定多少二氧化碳。目前日本制鐵已在全國(guó)38處開展利用鋼渣的海洋森林再生技術(shù)項(xiàng)目調(diào)查。

JEF鋼鐵公司和太平洋水泥、地球環(huán)境產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)共同開發(fā)二氧化碳的碳酸鹽固定技術(shù)。該小組以鋼鐵渣、廢混凝土、新混凝土、煤灰等為原料，用濕法抽出堿土金屬并與工廠排放的二氧化碳反應(yīng)，生成穩(wěn)定化合物碳酸鹽，并研發(fā)了碳酸鹽的使用技術(shù)。

五、延伸生態(tài)產(chǎn)品

日本制鐵除了在鋼鐵制造過程中大力推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，還通過提供高功能鋼鐵產(chǎn)品,幫助客戶在使用最終產(chǎn)品時(shí)節(jié)省能源并減少二氧化碳排放。具體而言，日本制鐵提供用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高性能電工鋼板以及用于電動(dòng)汽車輕量化的超高強(qiáng)度鋼板，以在日本制鐵的產(chǎn)品用作制成品時(shí)實(shí)現(xiàn)顯著的二氧化碳減排效果。（海南省綠色金融研究院 呂明星）

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