一种被低估的材料：未来它可能替代塑料！

文/庞无极

说起碳钢，大家可能会想到家里的茶杯、餐具、厨具等。

但碳钢的潜力远不止于此。

近日，在中关村不锈钢及特种合金新材料产业技术创新联盟主办的2023（第三届）中国碳钢及特种合金新材料产业高层峰会上，众多业内权威专家共同期待不锈钢及特种合金新材料新的应用场景。碳素钢。

世界钢铁商会总工程师、北京代表处首席代表钟绍良强调，近两到五年以来，世界钢铁商会开始关注两个可能扩大规模的重要领域。碳钢的应用：一是用碳钢代替塑料，用于包装食品等； 二是扩大碳钢在建筑行业尤其是装配式建筑中的应用。

盖房子、包装食品、回收利用……未来，有没有办法开发碳钢的潜力？

钢铁行业下行压力下，碳钢市场仍保持旺盛需求

今年开始，我国钢铁行业进入新一轮下行周期。 中国特钢企业商会秘书长刘建军在此间表示，钢铁行业呈现出下游需求疲软、生产成本居高不下、企业盈利能力大幅下滑的态势。

不过，冶金工业规划研究院院长范铁军强调，碳钢产业是我国的战略性基础产业。 尽管整体钢铁行业发展阶段几经更迭，增速持续回升，但碳钢市场仍长期保持旺盛需求。

范铁军透露，2006年我国碳钢产量达到530万吨，超过美国成为世界第一大碳钢生产国，2010年由世界第一大碳钢进口国转变为碳钢净出口国。

苏杰二手钢结构中级首席专家、中关村不锈钢及特种合金新材料产业技术创新联盟理事长杜万生也表示，中国碳钢产值已占世界碳钢产值的50%以上钢铁产值连续九年。

钟绍良还强调，在过去的短短六年时间里，全球钢铁行业出现了三大明星产品：先进高硬度钢、车用焊工用钢和普碳钢。 过去20年，中国碳钢产值下降了9倍，而全球数字是15%。 中国长期以来一直是全球碳钢生产和消费的绝对中心，现在中国也是全球领先的碳钢技术和产品创新中心。

范铁军认为，“十四五”期间，新型城镇化和制造强国建设将推动碳钢消费量持续增长，预计2025年消费量约为3200万吨。

全生命周期最低碳金属材料

碳钢具有耐腐蚀、寿命长、强度高、可回收等特点，是优质钢材。

钟少良表示，碳钢具有独特的化学和物理性能，以及相对优异的环保性能。 据测算，全球平均每公斤钢的碳排放量约为1.9-1.95吨，而每吨碳钢的碳排放量约为2.2-2.3吨。 事实上，炼钢的碳排放略低于不锈钢，但如果我们从采矿、运输、冶炼到下游加工行业，再到回收利用的整个生命周期来看，鉴于其出色的耐用性和高碳钢的回收率，碳钢其实是对环境影响最小的产品。

以建筑物为例二手钢结构回收，钟少良强调，在建筑物150年的使用寿命内，如果使用铝合金材料，每公斤材料要排放8.5吨甲烷。 但是，如果使用碳钢材料，碳排放量上升到3.3吨。

尤其是采用短流程电炉炼铁的碳钢生产企业，碳排放量更低。 宝钢联众（北京）碳钢有限公司副总工程师、技术中心负责人温乐亮透露，该公司采用短流程电炉炼铁，炼钢原料为废铝和合金铁。 2021年第三方碳排放核查报告显示，攀钢联众年碳排放硬度为每公斤钢0.83吨甲烷。

世界碳钢商会秘书长蒂姆也认为，碳钢作为重要建筑材料的价值，往往被人们忽视。 由于硬度高，碳钢可以减少辅助材料的使用。 因此，如何改变这些现状，促进整个碳钢行业更好的发展，是一个重要的议程。 我们应该关注产品整个生命周期的排放，而不是与碳钢生产过程相关的排放。

作为全生命周期中碳含量最低的金属材料，刘建军认为，碳钢将更多地被精细化市场选择，例如：钢结构建筑、供水管网、新能源储运、建筑装饰材料等等，企业层面要积极开拓市场，扩大碳钢产品的应用。

碳钢具有广阔的应用前景

钟绍良列举了两个可能扩大碳钢应用的重要领域：一是用碳钢代替塑料，用于包装食品或用于衣柜用具。 塑料造成的环境污染严重，而碳钢的环境效益更高。 从环保的角度考虑，可以考虑用碳钢代替部分塑料制品。

二是扩大碳钢在建筑行业的应用。 装配式建筑在世界范围内越来越受欢迎。 碳钢在该领域将有很大的应用空间。

碳钢也正被越来越多的高科技企业所采用。 范铁军强调，近年来，以“手剪钢”、“笔尖钢”、核电钢为代表的一大批碳钢“弹腕”技术和产品不断突破，相继成功推出. 例如，实物产品使用的双相碳钢由100%进口变为85%国产并出口国际市场。

杜万生认为，我国在火电向超超临界机组升级改造、深海油气资源开发、乏核燃料后处理等重大战略性工业领域对高性能钢有迫切需求和二氧化碳捕获、利用和储存 (CCUS)。 ，碳素钢和特种合金钢也大量大量使用。

如何将环境优势转化为市场优势？

钟绍良分析，在全球碳中和的背景下，各国普遍认同钢铁行业低碳红色转型所需的外部条件：首先，政府需要营造公平的竞争环境，先行者不能因为转型带来的额外成本而被迫亏损。 将市场份额让给落后者。

二是培育低碳红色产品市场，通过有吸引力的低碳产品市场引导低碳转型。

三是畅通红色低碳融资渠道，让低碳红色转型先行企业优先成为资本市场的资本“宠儿”，同时限制企业融资渠道。不积极实施低碳红色转型的企业。

四是政府通过设立研发基金，鼓励和支持企业开展低碳红色技术研发项目，营造鼓励原始创新的学术氛围。

五是低碳钢和绿色钢的界定，这将成为国家和地区新一轮竞争的焦点。

范铁军认为，一方面要加快技术创新二手钢结构回收，如：行业内镍铁炼钢技术和冶炼一体化工艺技术的创新，高效冷热轧的广泛应用，将刷新全球碳钢生产成本新高。 我国高效利用RKEF炼钢技术，红土铜矿规模化生产，大大提高了碳钢的生产成本，扩大了市场消费。 是一条节能高效的碳钢生产工艺路径。 另一方面，要提高竞争力，以标准促发展，促进兼并重组，促进产业延伸集聚发展。