2014年底，日本鐵鋼聯盟公布了日本鋼鐵業2020年~2030年的二氧化碳減排計劃。根據該計劃，到2020年，日本鋼鐵業的二氧化碳排放量將比2005年減少200萬噸；到2030年，二氧化碳減排量比2005年減少900萬噸。日前獲悉，JFE正在建設一套150MW的燃氣輪機聯合循環自用發電機組，并計劃于今年投入運行。
鋼鐵生產需要消耗大量的資源和能源，因此，在鋼鐵生產過程中降低環境載荷顯得十分重要。本文以JFE為例，介紹了日本鋼鐵工業防止全球變暖，以及在資源節約、降低環境載荷、建設循環型社會和未來發展趨勢方面的措施和技術創新。
日本鋼鐵業實現“3個生態”
2009年11月，日本鐵鋼聯盟提出了努力解決全球變暖的概念。這個概念基于在全球范圍內減少溫室氣體排放，不僅通過鋼鐵企業自身減少廢氣排放，還將其擴展到其他工業行業和海外的制造企業，其核心要素是“3個生態”：生態過程、生態產品和生態解決方案。
生態過程。生態過程是指，在生產過程中減少CO2排放，主要通過生產系統的最優化、操作裝備和技術的提高、最先進節能技術和裝備的應用。從上世紀70年代到80年代，日本鋼鐵工業總計投入資金3萬億日元用于環境保護和資源節約，并引入了大批節能設備。因此，當時日本的能源節約了20%。從1990年起，在日本鐵鋼聯盟志愿行動計劃的推動下，日本鋼鐵工業開始實施各項措施，以再減少10%的能源消耗。單從減少CO2來看，日本目前的減排量達到了9%，即相當于每年減少1787萬噸的CO2，并提前完成了單項工業CO2減排指標。目前，這些研究和技術已經幾乎得到100%的實際應用。同時，日本鋼鐵業實現了全球最高水平的能源利用率。數據顯示，日本鋼鐵工業的能源利用率約高于能源利用率最差的國家30%。
生態產品。生態產品是指能源節約體現在產品使用階段，是為用戶提供高性能的鋼鐵材料，如開發和推廣車體輕量化的高強鋼等，通過能源的經濟性利用達到能源節約。
日本能源經濟協會2010年做了一項試驗，以計算高性能鋼鐵產品最終使用階段的CO2減排效果。該項目的產品類別包括高性能的汽車板、取向電工鋼、船板用鋼、鋼管和不銹鋼等。數據結果顯示，在日本使用的這5類鋼材的CO2減排量為926萬噸，海外的減排量為1282萬噸。因此，高性能鋼材使用實現的總減排量為2208萬噸。此外，為了繼續提高產品的有效利用率、開發先進技術，還需要引入產品全生命周期評價的方法。
生態解決方案。生態解決方案是指通過研發和全球推廣相關的節能環保技術來減少全球的CO2排放。這種先進技術和裝備向其他國家輸出，也為全球范圍的能源節約和遏制全球變暖提供了有效的途徑。
由日本鋼鐵工業研發和商業化的先進節能技術和裝備已經被引入很多國家，僅從日本鋼鐵工業安裝和正在運行的裝備來看，2011年，這些主要節能鋼廠減少了約4341萬噸CO2的排放量。為了促進世界鋼鐵工業提高能源效率和減排CO2，日本鋼鐵工業也參與到了眾多國際活動中。例如，中日鋼鐵工業互相交流討論先進的節能環保技術，日本鋼鐵工業還參與到國際鋼協的CO2突破計劃。
可以預計，未來通過“3個生態”實現的總減排量約為8300萬噸，相當于日本1990年總排放量的7%。日本鋼鐵聯盟志愿行動計劃已經在2012年結束，但在2014年11月13日，日本鐵鋼聯盟又公布了日本鋼鐵業2020年~2030年的二氧化碳減排計劃。
JFE的碳減排注重效率和創新
目前，JFE通過干熄焦、煤調濕、燒結冷卻廢熱回收、廢塑料投料、高爐煤粉噴吹、高壓蒸汽回收發電、豎爐改造、無頭軋制、過程耦合、回轉式再生熱交換器、余熱鍋爐等技術裝備和管理手段，使粗鋼單位能耗相比1990年降低了18%，CO2排放量減少了20%。
Super-SINTERTM技術。Super-SINTERTM技術主要是在燒結過程中，用氫基氣體代替常用的碎焦炭。天然氣等氫基氣體，比碳基焦炭具有更低的CO2排放。該項技術最初應用于JFE京濱廠，在2012年全部應用于JFE的鋼廠。
高效發電設備。JFE對眾多的高壓氧氣、氮氣壓縮機進行持續的更新改造，更新改造的鋼廠包括京濱廠、千葉廠、岡山廠和福山廠等。在千葉廠，JFE正在建設一套150MW的燃氣輪機聯合循環自用發電機組，以通過提高能源利用效率來節約能源、減排CO2。該新機組將于今年（2015年）投入運行。
對抗全球變暖的技術發展。作為COURSE50技術項目的成員，JFE開發了變壓吸附分離和回收CO2的技術，以及從鋼渣回收廢熱的技術。
變壓吸附工藝技術是用沸石作為吸附劑分離和回收高爐副產煤氣中的CO2。目前，JFE已經在其西日本鋼鐵福山廠建設了一套規模為3噸CO2/天的試驗裝置。
目前，JFE正在研究開發一種名為“鐵焦”的CO2減排生產技術。同時，JFE在東日本鋼鐵京濱廠建設了一個鐵焦產能為30噸/天的試驗工廠，并得到日本新能源產業技術綜合開發機構的贊助支持。
為了實現世界最高水平的能源有效利用，JFE到2011年已經累計投入了4275億日元。目前，JFE正在計劃100億日元/年的大規模投資，用于能源系統的升級改造等。
環保和副產物回收并行
JFE在2005年就成立了單獨的環境管理控制部門，并加強了其權力。同時，JFE從審計部門引入了環境審計系統，環境管控能力也隨著業務審計的實施不斷提高。此外，他們還在各個工作層級引入了環境保護教育系統，以增強員工的環保意識和環保知識。JFE鼓勵技術崗位的員工考取日本政府承認的污染控制經理資質證書。從2005年至今，JFE已經有1074人取得了該項資質。
JFE降低苯排放的措施包括：通過使用高效的爐門清掃機減少焦爐的氣體泄漏；引入燃燒處理和活性炭吸附處理工藝，處理煤填入焦爐時的煤氣放散；引入蒸汽回收和燃燒處理設備處理輕質原油等。2011年，JFE的苯排放量相比2001年降低了70%。二口惡英主要產生于燒結過程，JFE加強了濕式靜電除塵器的能力，同時，采取措施減少燒結材料中Cl的放散。因為Cl是二口惡英形成的主要因素之一。與2001年相比，JFE2011年的二口惡英總排放量降低了88%。
JFE很早就采取了多項措施防止粉塵排放，如增加粉塵采集器的數量、提高其性能，在料倉灑水或者料倉封閉，在廠區經常性的清潔和灑水等。目前，JFE京濱廠的灑水設備又進行了升級。基于模擬分析，JFE能夠找出需要實施措施的關鍵點，同時積極有效的提高裝備水平。
2011年，JFE總共消耗了約6800萬噸原材料，產生了約1500萬噸的副產物，但其副產物回收率達到了99.7%。目前，JFE正在開發一種冶金渣的新用途，將其作為海洋環境恢復的材料。該項研發利用冶金渣中的氧化鈣和氧化鐵成分，以及使珊瑚礁恢復的技術。珊瑚蟲和昆布等生物能夠在這種材料中生存，從而達到恢復珊瑚礁海洋環境的目的。
粉塵和污泥具有很高的含鐵量，但其中有時會含有鋅和其他雜質，使其難以回收再利用。為此，JFE開發引進了回收裝置。例如，粉塵精煉爐能夠將鋅從粉塵中除去并加以回收，使含鐵粉塵能夠重新用于冶煉，該技術最早用于JFE福山廠。此外，JFE倉敷廠還利用一種焙燒爐將含油污泥中的油除去。
JFE研發了一系列循環技術利用燃燒爐和熔化爐消納其它行業以及社會的廢塑料，例如塑料容器和塑料包裝這類常見的城市垃圾。JFE在世界首次應用廢塑料作為高爐原料，并將其商業化，其主要是噴吹塑料粉，并且將其作為高爐中鐵礦石的還原劑。