国际能源署3月发布的《全球能源回顾:2021年二氧化碳排放》报告显示，2021年，全球能源和工业部门的二氧化碳排放量达到历史最高水平，达到363亿吨，比2020年增加21亿吨，比2019年增加1.8亿吨。
由于货币刺激和疫苗推广下的经济复苏，2021年全球碳排放快速反弹。据报道，中国的碳排放量超过119亿吨，占全球总量的33%。与2020年的29%和2019年的27%相比，中国的碳排放量仍在逐年上升。因此，在工业快速发展的背景下，通过政策调整和技术创新加快实现二氧化碳排放峰值，不仅需要全社会的共同努力，还需要碳减排的新思路。
以汽车行业为例，汽车全生命周期的碳排放主要分为两部分，一是汽车生产的物质循环中的碳排放，二是汽车运行和回收的燃料循环中的碳排放。如果进行电气化，是汽车运营的对症下药；那么车身减重就是一个覆盖汽车全生命周期的系统化处理:一方面，车身减重有利于车辆运行的减碳；另一方面，使用环保材料可以实现汽车制造和回收过程中的碳减排。
河钢材料技术研究院总工程师熊博士从材料减碳的角度切入。与铝、镁、碳纤维等材料相比，钢材的单位碳排放值、综合成本、安全性等因素最低。河钢集团将推进以钢材为主要构件、多材料混合应用的汽车轻量化技术，以高强度汽车板材料研发为重点，以轻量化结构和技术为补充，多措并举，赋予钢材新的时代活力。
熊博士，鹤岗钢铁材料技术研究所总工程师
行业的呼唤，也是河钢集团推进绿色发展“6+2”战略的社会责任。
汽车轻量化就像塑造人类的脂肪。轻量化的材料和工艺用于去除不必要的脂肪，减轻体重，让运动更轻盈。轻量化设计是为了增加肌肉密度，调整体型和身材，达到最佳的锻炼效果。
前者要求用比强度更高或密度更低的高强度钢、铝合金、镁合金、碳纤维复合材料来代替普通钢结构，以减轻自重；改进冶炼工艺，实现性能提升、形状和形貌优化等。
后者要求找到有效的载荷传递路径，最佳的材料分布，提高整体结构性能和结构设计效率。总的来说，簧下重量的减重性价比远高于簧上质量。所谓“簧下1 kg，簧上10 kg”，其实就是强调簧下重量对汽车加速和操控的决定性作用。
河钢集团本身专注于材料和工艺轻量化技术的研发，并与客户合作进一步探索轻量化建筑的解决方案。
熊表示，车身轻量化要考虑材料重量和生产过程中的单位碳排放强度。目前，用于汽车车身的轻质材料包括高强度钢、铝、镁和碳纤维材料。汽车钢铁联盟的数据显示，从碳排放单位强度来看，高强度钢只有铝、镁、碳纤维的20%、10.5%、5%。乘以典型零件的不同材料的重量，高强度钢制成的零件的温室气体排放总量比其他材料更环保。
宏观上，高强度钢可以顺应双碳和车身轻量化的大趋势。从企业角度看，河钢集团有进一步打造低碳材料的潜力和策略。熊刘孜介绍，2020年中钢协出台了“控碳-减碳-净零碳”三步走的技术路径:第一步，严控产能，减少产量，实现总量控制。第二步是节能、增效、结构调整和能源替代，实现碳减排。第三步，发展氢冶金和碳捕集技术，借助碳汇实现“净零碳”，助力汽车轻量化和“零碳”发展。
河钢集团积极响应行业号召，制定了企业绿色发展“6+2”战略:依托两大碳数据管理平台，深化六大减碳技术路径。具体来说，一个是“铁资源优化”的路径，一个是“流程优化重构”的路径。具体措施包括提高全废钢电炉的工艺比例，优化界面；三是“系统能效提升”路径，四是“能源结构优化”路径，五是“低碳技术改革”路径。具体措施是氢冶金和CCUS技术的应用；第六，是“产业协同降碳”的路径。具体措施是发展森林碳汇、绿色建材和城市一体化。
熊着重介绍了河钢集团“低碳技改”和“流程优化改造”的具体实施方法。河钢集团在绿色钢铁生产上主要采用两条技术路径:氢基竖炉绿色钢铁和废钢回收。熊刘孜介绍，河钢集团利用氢气提纯中的风能和光能，电解水制成清洁能源，从而为汽车钢注入绿色元素。
不仅如此，通过提高废钢回收在整个炼钢过程中的比重，多项措施并行，碳含量可降低20%以上。熊表示，2022年8月，河钢集团与宝马签署MOU战略合作，宝马将成为河钢首家绿色低碳钢汽车客户。“十四五”末，河钢集团预计将有380万吨氢基竖炉直接压减铁产能。
此外，河钢集团致力于发展碳减排技术，包括二氧化碳捕集和封存技术，利用碳汇减碳，到2050年实现深度脱碳，实现企业碳中和的目标。
轻质安全的绿色钢材如何进入市场？
在绿色发展战略下，河钢集团的绿色钢铁不仅需要以材料和环境友好为主要竞争点，还需要在强度、可靠性、轻量化工艺等方面有诸多亮点。要上车是因为车的第一个位置还是载人工具。
与铝、镁合金、碳纤维等材料相比，钢材在强度、弹性模量等安全性能上具有明显优势。熊刘孜介绍，钢材强度一旦超过1500MPa，在比强度和比膜量上的优势差距也会显现，有助于塑造安全可靠的车身结构。
除了强度，河钢集团通过提高材料的延展性，优化结构和传力路径，做出了轻量化、高韧性、高吸能的产品。熊刘孜举例，河钢集团的钢材强度从2005年的340MPa提高到目前的2000MPa，980MPa高强度钢的最高成型率可达22%。这些指标的直观反映就是钢材在碰撞场景中的刚度和压溃性能有了明显的提高。
工艺轻量化方面，河钢集团的主要工艺是冷成型和热成型。
热成型钢是将钢板在AC3以上的高温下加热，然后快速冷却，全面提高钢板的强度。用这种方法处理的钢叫做热成型钢。一般热成型钢的强度在1000MPa以上，每平方厘米能承受10吨以上的压力，而河钢集团的热成型钢强度在2000MPa左右。冷成形是指金属在室温下的塑性变形，属于成形技术。
将冷成型和热成型相结合，河钢集团高强度钢成型技术向高强度钢成型和提高成型效率两个方向发展，推进冷冲压、冷弯、热冲压、激光拼焊、一体化热成型和一体化冷成型，提高成型效率，降低制造成本。
熊介绍，RD是平行生产平台。河钢集团致力于满足客户对优质钢材的定制化需求，以高技术标准覆盖生产全过程，建成了纯净钢冶炼平台、优质热轧生产线平台、国内首条高氢水淬高强钢生产线。
在高强度钢的应用方面，河钢集团已经取得了一定的成绩:截至目前，河钢集团推出的高强度汽车板产品包括热轧酸洗板、冷轧板、热镀锌板、锌铝镁镀锌板、铝硅镀锌板，有含磷铝镇静钢、IF钢、BH钢、HSLA钢、扩孔钢、DP/DH钢、TRIP钢、ms钢、热成型钢五大产品类别。p钢拥有十余个产品系列，一百多个牌号，实现了强度等级和产品规格的全覆盖。
区分汽车车身不同部位的应用:为满足汽车外板轻量化的需求，河钢集团开发了全系列140-340MPa冷轧和热镀锌烘烤硬化钢产品，技术上实现6个月时效；与汽车结构件和安全件轻量化要求相对应，河钢集团推出的高强度低合金钢(HSLA)包括260-500MPa的冷轧和热镀锌产品，组织均匀，屈强比高。为满足座椅等高端零部件的需求，河钢集团还开发了550-1000MPa级HSLA。
以质量拓宽市场，河钢集团进入了快速发展时期。
高质量带来高需求。熊刘孜表示，2021年，河钢集团不断优化产品结构，汽车板产销达到660多万吨。随着钢铁产品技术和服务的同步发展，河钢集团迎来了技术和服务升级的新时期。
2015年以前，河钢集团的主要供应商都是二手车。目前，河钢集团业务范围扩展到乘用车，应用车型和场景增加，从传统车型向新能源车型转变；高端用户增多，从自主品牌向合资、外资品牌转变。
为应对这些变化带来的挑战，河钢集团从外板轻量化解决方案、碰撞解决方案、激光拼焊接头解决方案、座椅解决方案四个方向入手，向主机厂提供高专业、高覆盖的产品和技术服务。
以侧面碰撞解决方案为例，河钢集团将高塑性1.5GPa至2GPa热成型钢应用于车门防撞梁，结合W型截面设计，满足了零件层高速性能和氢致开裂性能的要求，实现了新能源汽车的高侧面碰撞安全性能，达到了轻量化的效果。
正如熊所说，“今天的钢铁聚集了现代社会最活跃的创新元素。”根植于技术创新，是河钢集团与时俱进，为钢铁材料赋能低碳制造、高强度、高塑性、轻量化等元素，帮助传统材料焕发新的活力，进入可持续发展的最重要因素。植根于技术创新是最重要的因素，也就是要植根于未来。
