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(1033, -30.00, -2.82%)、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(2879, -49.00, -1.67%)、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,歐洲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。