中國冶金報社
記者 李江梅 報道
冶金貿(mào)促會 供圖
在汽車用鋼領(lǐng)域，目前已經(jīng)有40%比例的商用車車身用鋼采用含鈮高強(qiáng)鋼和耐磨鋼（以2023年自卸車產(chǎn)量36.5萬輛計算），可減少鋼材用量70萬噸，減少碳排放140萬噸；
在建筑用鋼領(lǐng)域，每使用1.0噸含鈮高強(qiáng)鋼，就有可能減少100千克低強(qiáng)度鋼的消耗和200千克碳排放量；
在管線用鋼領(lǐng)域，近幾年我國建設(shè)的油氣干線管道全部采用X80高等級管線鋼，總長度為1.7萬千米，相比于全部采用X70鋼級管線鋼可減少鋼材用量85萬噸，減少碳排放170萬噸……
在鋼鐵這個“碳排放大戶”的家族里，一種名為“鈮”的稀有金屬元素，正悄然扮演著“隱形減碳俠”的角色，這種銀灰色金屬正成為鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的秘密武器。
在8月6日召開的鋼鐵行業(yè)綠色低碳技術(shù)交流會上，中信金屬股份有限公司科技創(chuàng)新中心主任兼鈮產(chǎn)品業(yè)務(wù)部副總經(jīng)理王文軍在做主題報告時介紹，2001年—2024年，我國生產(chǎn)含鈮鋼累計達(dá)到11億噸，按含鈮鋼替代低強(qiáng)度鋼可實現(xiàn)平均減重10%進(jìn)行估算，可減少鋼材生產(chǎn)1.1億噸，在鋼材生產(chǎn)環(huán)節(jié)相應(yīng)降低二氧化碳排放約2億噸。
圖為王文軍
從20世紀(jì)中葉才加入鋼鐵家族的鈮，雖是新銳卻身懷絕技——它能同時提升鋼材的強(qiáng)度、韌性、成形性，甚至具備優(yōu)異的強(qiáng)韌化、耐腐蝕、耐高溫等性能，堪稱合金屆的“六邊形戰(zhàn)士”。目前，約有90%的鈮應(yīng)用在高端鋼鐵材料的生產(chǎn)中，在能源、汽車、建筑、機(jī)械、造船等領(lǐng)域大放異彩。
王文軍介紹，含鈮鋼實現(xiàn)碳減排的方式有以下三個方面：一是通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，減少鐵鈮生產(chǎn)過程中的碳排放，中信金屬與巴西礦冶公司（CBMM）合作研發(fā)低碳排放鈮鐵產(chǎn)品，2022年該公司研發(fā)的鈮鐵合金的碳排放量（范圍1、2、3）相較2019年下降67%；二是在煉鋼環(huán)節(jié)采用鈮合金設(shè)計方案，可使每噸鋼減少碳排放30千克，以年產(chǎn)S355鋼600萬噸為例，鈮對冶煉工藝的改善可帶來約18萬噸的碳減排效益；三是含鈮鋼的高強(qiáng)化使其在使用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)減量化應(yīng)用，從而減少鋼材消耗和生產(chǎn)，減少鋼鐵生產(chǎn)過程碳排放。
除此之外，在具體的應(yīng)用場景下，含鈮鋼輕量化的特性可以帶來意想不到的碳減排“長尾效應(yīng)”。例如，全方位使用含鈮高強(qiáng)鋼制造的乘用車、商用車，由于具備更輕便的車身重量，可以顯著減少在汽車服役過程中的能源消耗，從而使二氧化碳排放得以進(jìn)一步減少。“中信金屬正在順應(yīng)汽車輕量化發(fā)展需求，整合國內(nèi)外資源，推動輕量化共性技術(shù)發(fā)展。”王文軍說道。
點(diǎn)“鈮”成金帶來的變化正在悄然發(fā)生。以乘用車為例，據(jù)介紹，中國乘用車的車身用鋼已由過去的普通軟鋼變?yōu)楹壐邚?qiáng)鋼，含鈮高強(qiáng)鋼的比例已經(jīng)由2005年的30%提高到2023年的60%，車身輕量化水平大幅提升，節(jié)省車身鋼材用量10%～20% 。按照2023年中國乘用車產(chǎn)量2613萬輛計算，相當(dāng)于節(jié)省鋼材消耗240萬噸，減少碳排放480萬噸，在15年服役周期內(nèi)，由于車身輕量化總計可減少燃油碳排放2334萬噸。
從汽車到油氣管線，從摩天大樓到風(fēng)力發(fā)電機(jī)，鈮如同鋼鐵世界的“綠色基因”，正在每個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)悄然發(fā)力。小小的鈮粒里正蘊(yùn)藏著引領(lǐng)鋼鐵行業(yè)走向低碳可持續(xù)發(fā)展未來的巨大潛力。據(jù)統(tǒng)計，目前我國鈮鐵消耗強(qiáng)度為40克/噸鋼，如果未來能夠達(dá)到美國和日本的鈮鐵消耗水平（80克/噸鋼～90克/噸鋼），含鈮鋼年產(chǎn)量將達(dá)到2億噸。按照含鈮鋼可實現(xiàn)平均減重10%計算，含鈮鋼的生產(chǎn)將在目前基礎(chǔ)上再減少碳排放約2000萬噸/年。
“中信金屬將與巴西礦冶公司一道，致力于成為國內(nèi)鈮技術(shù)的引領(lǐng)者和推進(jìn)者，通過整合行業(yè)上下游資源，構(gòu)建合作和服務(wù)平臺，為國內(nèi)鈮技術(shù)發(fā)展提供研究經(jīng)費(fèi)、國際交流、專家服務(wù)、人才培養(yǎng)等全方位的支持，開展鈮產(chǎn)品開發(fā)和推廣應(yīng)用，促進(jìn)鋼鐵材料質(zhì)量提升，為我國實現(xiàn)‘碳達(dá)峰’和‘碳中和’目標(biāo)做出更大的貢獻(xiàn)。”王文軍在發(fā)言最后展望道。
