中國冶金報社
記者 李江梅 報道
冶金貿促會 供圖
在汽車用鋼領域，目前已經有40%比例的商用車車身用鋼采用含鈮高強鋼和耐磨鋼（以2023年自卸車產量36.5萬輛計算），可減少鋼材用量70萬噸，減少碳排放140萬噸；
在建筑用鋼領域，每使用1.0噸含鈮高強鋼，就有可能減少100千克低強度鋼的消耗和200千克碳排放量；
在管線用鋼領域，近幾年我國建設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實現“雙碳”目標的秘密武器。
在8月6日召開的鋼鐵行業綠色低碳技術交流會上，中信金屬股份有限公司科技創新中心主任兼鈮產品業務部副總經理王文軍在做主題報告時介紹，2001年—2024年，我國生產含鈮鋼累計達到11億噸，按含鈮鋼替代低強度鋼可實現平均減重10%進行估算，可減少鋼材生產1.1億噸，在鋼材生產環節相應降低二氧化碳排放約2億噸。
圖為王文軍
從20世紀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度、韌性、成形性，甚至具備優異的強韌化、耐腐蝕、耐高溫等性能，堪稱合金屆的“六邊形戰士”。目前，約有90%的鈮應用在高端鋼鐵材料的生產中，在能源、汽車、建筑、機械、造船等領域大放異彩。
王文軍介紹，含鈮鋼實現碳減排的方式有以下三個方面：一是通過持續的技術創新，減少鐵鈮生產過程中的碳排放，中信金屬與巴西礦冶公司（CBMM）合作研發低碳排放鈮鐵產品，2022年該公司研發的鈮鐵合金的碳排放量（范圍1、2、3）相較2019年下降67%；二是在煉鋼環節采用鈮合金設計方案，可使每噸鋼減少碳排放30千克，以年產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；三是含鈮鋼的高強化使其在使用過程中能夠實現減量化應用，從而減少鋼材消耗和生產，減少鋼鐵生產過程碳排放。
除此之外，在具體的應用場景下，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”。例如，全方位使用含鈮高強鋼制造的乘用車、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一步減少。“中信金屬正在順應汽車輕量化發展需求，整合國內外資源，推動輕量化共性技術發展。”王文軍說道。
點“鈮”成金帶來的變化正在悄然發生。以乘用車為例，據介紹，中國乘用車的車身用鋼已由過去的普通軟鋼變為含鈮高強鋼，含鈮高強鋼的比例已經由2005年的30%提高到2023年的60%，車身輕量化水平大幅提升，節省車身鋼材用量10%～20% 。按照2023年中國乘用車產量2613萬輛計算，相當于節省鋼材消耗240萬噸，減少碳排放480萬噸，在15年服役周期內，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，從摩天大樓到風力發電機，鈮如同鋼鐵世界的“綠色基因”，正在每個關鍵節點悄然發力。小小的鈮粒里正蘊藏著引領鋼鐵行業走向低碳可持續發展未來的巨大潛力。據統計，目前我國鈮鐵消耗強度為40克/噸鋼，如果未來能夠達到美國和日本的鈮鐵消耗水平（80克/噸鋼～90克/噸鋼），含鈮鋼年產量將達到2億噸。按照含鈮鋼可實現平均減重10%計算，含鈮鋼的生產將在目前基礎上再減少碳排放約2000萬噸/年。
“中信金屬將與巴西礦冶公司一道，致力于成為國內鈮技術的引領者和推進者，通過整合行業上下游資源，構建合作和服務平臺，為國內鈮技術發展提供研究經費、國際交流、專家服務、人才培養等全方位的支持，開展鈮產品開發和推廣應用，促進鋼鐵材料質量提升，為我國實現‘碳達峰’和‘碳中和’目標做出更大的貢獻。”王文軍在發言最后展望道。
