“雙碳目標”下鋼鐵行業(yè)發(fā)展形勢及建議

黃明明2021-07-31 09:13

黃明明 李寒湜/文 2030年碳達峰和2060年碳中和的目標(以下簡稱“雙碳目標”)將對我國能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生持續(xù)影響。中鋼協(xié)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國鋼鐵業(yè)碳排放量高達18億噸,約占碳排放總量的15%,在制造業(yè)31個門類中僅次于火電。鋼鐵行業(yè)將面臨從碳排放強度的“相對約束”到碳排放總量的“絕對約束”,以及“低碳經(jīng)濟”的國際挑戰(zhàn),低碳轉(zhuǎn)型勢在必行。對此,筆者建議:一是統(tǒng)籌策劃,科學制定鋼鐵行業(yè)碳達峰行動方案;二是持續(xù)加大鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整整合力度;三是突出龍頭企業(yè)對鋼鐵業(yè)綠色低碳方向的系統(tǒng)化推進;四是加強節(jié)能低碳突破性技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。

鋼鐵行業(yè)節(jié)能降碳面臨的形勢與挑戰(zhàn)

鋼鐵行業(yè)“雙碳目標”的實現(xiàn)是項復(fù)雜系統(tǒng)工程,面臨著諸多現(xiàn)實條件制約,需要統(tǒng)籌節(jié)能降碳與整體經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展、行業(yè)轉(zhuǎn)型升級以及綠色低碳技術(shù)應(yīng)用等多方面關(guān)系。

鋼鐵行業(yè)“雙碳目標”任務(wù)艱巨。一是鋼鐵行業(yè)碳排放量大,產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高。世界鋼鐵協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,全球生產(chǎn)1噸鋼約排放1.8噸二氧化碳。近20年我國粗鋼產(chǎn)量連續(xù)走高,2020年高達10.65億噸,占全球粗鋼產(chǎn)總量的57%,碳排放占全球鋼鐵業(yè)碳排放總量超60%。而鋼鐵消費需求與國民經(jīng)濟發(fā)展狀況、工業(yè)化進程密切相關(guān)。鋼鐵行業(yè)涉及面廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、消費拉動大,“雙碳目標”的實現(xiàn)需平衡好我國鋼鐵工業(yè)規(guī)模與下游需求增長保障的關(guān)系。二是一季度粗鋼產(chǎn)量顯著增長。短期來看,鋼鐵生產(chǎn)總量是鋼鐵行業(yè)碳排放量的最直接影響因素。今年以來,我國經(jīng)濟運行穩(wěn)中向好,主要用鋼行業(yè)帶動鋼材需求顯著增長。據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),1-5月我國粗鋼產(chǎn)量為4.73億噸,同比增長13.9%。此外,鋼材出口也出現(xiàn)恢復(fù)性增長。據(jù)海關(guān)總署公布的數(shù)據(jù),2021年1-5月,我國累計出口鋼材3092.4萬噸,同比增長19.8%。整體來看,粗鋼產(chǎn)量距離工信部提出的今年“堅決壓縮粗鋼產(chǎn)量,確保粗鋼產(chǎn)量同比下降”目標有較大差距。三是降碳投資壓力大。“雙碳目標”下短期內(nèi)會給鋼鐵企業(yè)帶來運營壓力,壓縮利潤空間。據(jù)測算,以年產(chǎn)量400萬噸的企業(yè)為例,降碳30%投資約需要35億元。據(jù)此匡算鋼鐵業(yè)降碳投資約需8000多億元。

煉鋼能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化轉(zhuǎn)型是“雙碳目標”的重要路徑。鋼鐵生產(chǎn)的碳排放比例與鋼企生產(chǎn)工藝流程密切相關(guān)。

目前我國電爐短流程煉鋼僅占10%,長流程煉鋼居主導(dǎo)地位,占比高達90%,這一流程特點決定了我國煉鋼能源結(jié)構(gòu)是以鐵礦、煤炭、高爐-轉(zhuǎn)爐為主。據(jù)相關(guān)研究測算,長流程煉鋼的噸鋼碳排放量約2.1噸,短流程煉鋼噸鋼碳排放量約0.9噸。對此,我國鋼鐵行業(yè)節(jié)能減碳需減少長流程煉鋼,增加短流程煉鋼占比。其中,加強廢鋼推廣應(yīng)用是重要路徑。與鐵礦石相比,用廢鋼生產(chǎn)1噸鋼可節(jié)約鐵礦石1.6噸、0.4噸焦炭、1噸的原煤,同時減少1.6噸二氧化碳、3噸固體廢物的排放。目前我國廢鋼比剛達到20%,與世界35~45%的平均廢鋼比相差甚遠。當前我國折舊廢鋼進入快速增長期,鋼鐵積蓄量從2000年的13億噸提升至2020年的100億噸。廢鋼資源量的大幅增加將對鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程結(jié)構(gòu)的調(diào)整產(chǎn)生直接影響。

(三)企業(yè)間兼并重組是“雙碳目標”的重要手段。我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度長期嚴重偏低。至2020年,國內(nèi)前十大鋼鐵企業(yè)粗鋼產(chǎn)量占比僅為36.7%,較十年前出現(xiàn)了明顯下降。這使得我國鋼鐵行業(yè)在上下游議價、化解過剩產(chǎn)能、市場有序競爭、產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整、技術(shù)創(chuàng)新等方面受到影響,也制約鋼鐵行業(yè)“雙碳目標”的實現(xiàn)。據(jù)《碳排放權(quán)交易管理暫行條例》,國內(nèi)年碳排放量超過2.6萬噸的工業(yè)企業(yè)都將被作為重點排放單位納入碳排放管理,這也就意味著合規(guī)鋼鐵企業(yè)都將被納入碳排放管理。目前,我國5100余家鋼鐵企業(yè)中具有冶煉能力企業(yè)約500多家,且結(jié)構(gòu)、水平差異較大,企業(yè)間裝備和管理水平參差不齊。國內(nèi)大型鋼鐵企業(yè)均已完成了超低排放改造。這種局面下,實力雄厚的大型企業(yè)可通過低碳創(chuàng)新進一步增強市場競爭力。

(四)綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新是“雙碳目標”的必由之路。從新冶煉技術(shù)看,全球探索最多的是氫基煉鋼工藝,即用氫替代傳統(tǒng)煤焦作為還原劑來置換鐵礦石中的鐵元素,實現(xiàn)冶煉過程的完全零排放。為實現(xiàn)歐盟“碳中和大陸”目標,歐鋼聯(lián)提出了基于過程控碳的“直接碳避免”技術(shù)和末端治理的“智能碳使用”的兩條主要技術(shù)路線,包括瑞典鋼鐵的突破性氫能煉鐵技術(shù)、塔塔鋼鐵的直接利用煤粉和粉礦的熔融還原技術(shù)等多項技術(shù)。目前國內(nèi)制氫來源以化工燃料和化工副產(chǎn)物為主,雖然價格低廉,但數(shù)量有限、過程并不低碳。國有有企業(yè)已嘗試開展氫能冶煉等技術(shù)的研發(fā)示范和應(yīng)用場景的無邊界合作。但受技術(shù)限制、成本較高等多方面因素,氫冶金仍是以示范工程為主。

鋼鐵行業(yè)節(jié)能降碳的政策建議

我國鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排路徑應(yīng)由易到難逐步推進。短期將以宏觀調(diào)控壓縮產(chǎn)量為主,中期應(yīng)調(diào)整工藝結(jié)構(gòu)、增加廢鋼應(yīng)用、協(xié)調(diào)長短流程煉鋼比重、行業(yè)內(nèi)兼并重組等結(jié)構(gòu)性優(yōu)化為主,長期將通過低碳冶金的突破性技術(shù)變革改變鋼鐵產(chǎn)業(yè)高碳排放格局。

統(tǒng)籌策劃,科學制定鋼鐵行業(yè)碳達峰行動方案。建議:一是有關(guān)部門統(tǒng)籌碳達峰碳中和、發(fā)展與安全的關(guān)系,做好頂層設(shè)計,合理安排碳達峰碳中和短期、中期及長期目標和路線圖,并出臺鋼鐵行業(yè)碳達峰碳中和考核評價體系,強化評價考核,制定量化問責辦法。二是發(fā)加強有關(guān)部門對重點鋼鐵企業(yè)聚集區(qū)域的指導(dǎo),結(jié)合國家需求和自身情況,合理規(guī)劃鋼鐵行業(yè)碳達峰碳中和實施方案,避免“一刀切”。三是盡快推進鋼鐵行業(yè)進入碳交易市場。建議盡快將鋼鐵企業(yè)納入碳交易市場,提升鋼鐵企業(yè)碳排放數(shù)據(jù)管理、碳資產(chǎn)管理、碳市場交易等能力。

(二)持續(xù)加大鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)性調(diào)整整合力度。建議:一是統(tǒng)籌協(xié)調(diào)長流程煉鐵和短流程煉鋼的關(guān)系,鼓勵有條件的企業(yè)率先發(fā)展短流程煉鋼,提升高爐煉鐵廢鋼應(yīng)用比例。二是以噸鋼碳及污染物排放為標準,嚴格禁止新設(shè)非規(guī)?;搹S,分階段強制退出效率低下的小散煉鐵高爐,嚴防“地條鋼”死灰復(fù)燃和已化解過剩產(chǎn)能復(fù)產(chǎn),提升鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)效率。三是持續(xù)提升產(chǎn)業(yè)集中度,實施專業(yè)化整合和分工。避免單純?yōu)榱俗非笠?guī)模效應(yīng)的整合,探索橫向跨區(qū)域跨國別、縱向跨產(chǎn)業(yè)鏈的兼并重組,推動中國鋼鐵行業(yè)整體高質(zhì)量發(fā)展。(三)突出龍頭企業(yè)對鋼鐵業(yè)綠色低碳方向的系統(tǒng)化推進。一是通過能源精益化管理為節(jié)能降碳賦能,應(yīng)用先進適用、成熟可靠的清潔生產(chǎn)工藝技術(shù),促進高能效轉(zhuǎn)化工藝、裝備、管理技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)及應(yīng)用,全面推進能源配置智慧化。二是通過智慧制造助力生產(chǎn)過程綠色化。推動數(shù)智化技術(shù)與鋼鐵制造過程的融合,加快實施智慧制造,實現(xiàn)生產(chǎn)操控集約化、少人化、遠程化,推動工序互聯(lián)共享,減少生產(chǎn)過程的碳排放。三是從關(guān)聯(lián)行業(yè)需求出發(fā)打造綠色產(chǎn)品供應(yīng)鏈。圍繞建筑、交通、能源、橋梁等重點行業(yè)需求,從材料使用全生命周期的資源消耗和碳排放評價出發(fā),開展鋼鐵產(chǎn)品綠色設(shè)計。四是鼓勵企業(yè)建立全流程全方位的監(jiān)測監(jiān)控體系,進行基于生命周期評價(LCA)的碳排放分析。(四)加強鋼鐵行業(yè)節(jié)能低碳突破性技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。建議:一是相關(guān)中央企業(yè)提升氧氣高爐、氫冶金、碳捕獲利用與封存(CCUS)等創(chuàng)新低碳技術(shù)的研發(fā)投入,開發(fā)前瞻性、顛覆性、突破性的低碳創(chuàng)新技術(shù),加快形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)、在全球鋼鐵行業(yè)領(lǐng)先的關(guān)鍵核心技術(shù)。二是行業(yè)協(xié)會及有關(guān)企業(yè)在技術(shù)穩(wěn)定可靠,經(jīng)濟性合理的前提下,推動相應(yīng)技術(shù)標準或規(guī)范的制定,加快低碳冶煉技術(shù)的推廣應(yīng)用。三是由國內(nèi)龍頭企業(yè)牽頭,籌備全球低碳冶金創(chuàng)新聯(lián)盟,凝聚全球冶金同行、上下游企業(yè)、裝備制造商、研究機構(gòu)等鋼鐵生態(tài)圈,搭建綠色低碳冶金開放共享合作平臺。

(作者供職于國資委研究中心)

 

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