鋼鐵行業(yè)碳排放現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)
我國(guó)鋼鐵工業(yè)碳排放量約占全國(guó)碳排放總量的15%左右，是我國(guó)碳排放量最高的制造業(yè)行業(yè)，迫切需要通過(guò)加速低碳轉(zhuǎn)型，降低全社會(huì)碳排放量，確保國(guó)家碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)。
鋼鐵行業(yè)涵蓋能源、化工、建材等多項(xiàng)工藝類型，是工藝流程最復(fù)雜的行業(yè)之一，包括燃煤與燃?xì)獍l(fā)電、供熱鍋爐、煉焦與焦?fàn)t煤氣深加工、煉鐵與煉鋼、石灰與超細(xì)粉等工藝，分別屬于電力、熱力、傳統(tǒng)煤化工、金屬冶煉、建筑材料等行業(yè)。上述行業(yè)碳排放總量占全國(guó)排放總量的一半以上。鋼鐵行業(yè)的碳達(dá)峰與碳中和路線包括控制產(chǎn)量、節(jié)能減排、清潔能源替代、氫能利用、碳捕集利用封存（以下簡(jiǎn)稱CCUS）等，具有普適性。因此，鋼鐵行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型將對(duì)所有工業(yè)行業(yè)具有示范意義。
鋼鐵產(chǎn)品是“工業(yè)糧食”，對(duì)制造業(yè)碳達(dá)峰與碳中和具有重要帶動(dòng)作用。鋼鐵行業(yè)是工業(yè)化國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)之一，鋼鐵產(chǎn)品是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、汽車制造、船舶制造、裝備制造、國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域的主要原材料。因此，從產(chǎn)品全生命周期碳排放角度來(lái)看，鋼鐵行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型對(duì)制造業(yè)整體減碳具有重要帶動(dòng)作用。
我國(guó)鋼鐵行業(yè)噸鋼碳排放量約為1.7噸/噸粗鋼-1.8噸/噸粗鋼，按照2020年10.65億噸鋼產(chǎn)量計(jì)算，碳排放總量超過(guò)18億噸。從工藝流程來(lái)看，高爐—轉(zhuǎn)爐工藝碳排放量約為1.8噸/噸粗鋼-2.2噸/噸粗鋼，電爐工藝碳排放量約為0.4噸/噸粗鋼-0.8噸/噸粗鋼。從工序來(lái)看，鐵前工序碳排放量占比超過(guò)70%，主要集中在煉鐵和焦化工序。在實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展方面，我國(guó)鋼鐵行業(yè)面臨不少挑戰(zhàn)。一是鋼鐵體量大。我國(guó)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能產(chǎn)量穩(wěn)居世界第一， 2020年粗鋼產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的57%。2021年粗鋼產(chǎn)量仍在增長(zhǎng)，其中一季度粗鋼同比增長(zhǎng)15.06%，5月上旬同比上升7.44%。產(chǎn)量提高意味著排放增長(zhǎng)，若產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，將給碳達(dá)峰帶來(lái)困難。二是工藝結(jié)構(gòu)不合理。我國(guó)鋼鐵行業(yè)工藝流程以碳排放量高的高爐—轉(zhuǎn)爐工藝為主，占比約90%，而排放量占比較低的電爐工藝僅占10%。受限于電爐原料廢鋼使用比例較低的限制條件，不考慮政策鼓勵(lì)因素，電爐工藝占比提高困難，行業(yè)碳排放總量很難降低。
鋼鐵行業(yè)碳達(dá)峰碳中和的路徑建議
為推動(dòng)鋼鐵行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)，筆者建議從以下方面著力。
一是嚴(yán)格控制產(chǎn)能產(chǎn)量。繼續(xù)壓減粗鋼產(chǎn)能。一方面，持續(xù)淘汰落后鋼鐵產(chǎn)能，修訂產(chǎn)業(yè)政策加嚴(yán)淘汰底線，逐步將4.3米及以下焦?fàn)t、450立方米及以下高爐納入淘汰范圍。優(yōu)化工作機(jī)制，嚴(yán)防已淘汰產(chǎn)能死灰復(fù)燃。另一方面，嚴(yán)控新增產(chǎn)能，加嚴(yán)產(chǎn)能減量替代要求，并嚴(yán)控重復(fù)替代情形。
同時(shí)，提高鋼材產(chǎn)品性能，延長(zhǎng)使用壽命。通過(guò)提高鋼材產(chǎn)品性能，采取“以細(xì)代粗、以薄代厚、以輕代重”的方式，在不降低用鋼行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，減少鋼材使用量。比如，輸電鐵塔用高強(qiáng)鋼材替代普通鋼材可減少10%以上的鋼材用量，腳手架用高強(qiáng)型鋼代替普通焊管可減少約30%的鋼材用量。優(yōu)化鋼材產(chǎn)品制造工藝，延長(zhǎng)使用壽命，減少鋼材用量。比如，通過(guò)與國(guó)外同類產(chǎn)品對(duì)標(biāo)，軸承鋼平均使用壽命還有延長(zhǎng)一倍的潛力，據(jù)此可減少此類鋼材用量50%。
優(yōu)化鋼鐵產(chǎn)品進(jìn)出口政策。通過(guò)調(diào)整產(chǎn)品出口政策，降低或取消除硅鋼等高端產(chǎn)品以外的出口退稅，以及部分生鐵、鉻鐵、直接還原鐵等初級(jí)產(chǎn)品進(jìn)口關(guān)稅。適當(dāng)提高生鐵、鉻鐵等初級(jí)產(chǎn)品出口關(guān)稅，鼓勵(lì)進(jìn)口、減少出口，減輕粗鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)的壓力。
二是優(yōu)化配置鋼鐵工藝流程。鼓勵(lì)短流程工藝。出臺(tái)電爐短流程煉鋼優(yōu)惠政策，對(duì)電爐建設(shè)項(xiàng)目，在產(chǎn)能替代環(huán)節(jié)予以政策傾斜。對(duì)電爐企業(yè)采取優(yōu)惠電價(jià)、減征稅費(fèi)等措施，并在碳排放權(quán)交易配額分配過(guò)程中充分考慮其與長(zhǎng)流程的差異性。加快推動(dòng)完善廢鋼市場(chǎng)，適時(shí)推廣建筑鋼結(jié)構(gòu)，提高全社會(huì)廢鋼保有量。同時(shí)，規(guī)范廢鋼消費(fèi)領(lǐng)域，可對(duì)廢鋼合規(guī)使用予以補(bǔ)貼和鼓勵(lì)。優(yōu)化長(zhǎng)流程工藝。一方面，嚴(yán)格控制高爐—轉(zhuǎn)爐流程占比，在建設(shè)項(xiàng)目產(chǎn)能減量替代的基礎(chǔ)上，增加碳排放量減量或倍量替代前置條件。對(duì)于碳排放量居高不下的企業(yè)，通過(guò)提高電價(jià)等方式提高其排放成本。另一方面，鼓勵(lì)發(fā)展碳排放量較低的直接還原、穩(wěn)定可靠的熔融還原等非高爐煉鐵工藝。
三是深度挖掘節(jié)能降碳潛力。提高節(jié)能技術(shù)應(yīng)用比例。結(jié)合鋼鐵行業(yè)超低排放推進(jìn)進(jìn)度，持續(xù)提高燒結(jié)煙氣循環(huán)、燃?xì)庹羝h(huán)發(fā)電、爐頂余壓發(fā)電、煙氣余熱回收、高爐渣余熱回收、鋼渣余熱回收、一包到底、高爐煤氣熱值提升等節(jié)能技術(shù)，進(jìn)一步降低全行業(yè)能耗，減少行業(yè)碳排放總量，實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同。優(yōu)化傳統(tǒng)技術(shù)節(jié)能效果。提高余熱發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)化效率，將中低溫余熱回收工藝改進(jìn)為高溫高壓工藝，進(jìn)而提高余能利用率，降低能耗。優(yōu)化燒結(jié)煙氣循環(huán)工藝中的煙氣來(lái)源，提高高溫?zé)煔庋h(huán)比例，進(jìn)一步降低燒結(jié)工序能耗，減少碳排放量。
四是探索低碳?xì)淠芤睙捖窂健＝?，在現(xiàn)有高爐—轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程工藝占比高的大背景下，充分借鑒日本和歐盟經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)寶鋼等高爐富氫冶煉試驗(yàn)項(xiàng)目，研究爐頂煤氣循環(huán)、高爐噴吹富氫氣體等技術(shù)路線大規(guī)模鋪開的可行性。今后還可密切關(guān)注歐盟鋼鐵行業(yè)低碳冶煉技術(shù)研發(fā)進(jìn)展，推動(dòng)河鋼等氫能冶煉試驗(yàn)項(xiàng)目，系統(tǒng)開展氫能煉鋼、氫氣直接還原、熔融電解鐵礦石等技術(shù)路線研究。
五是儲(chǔ)備開發(fā)CCUS技術(shù)。配合高爐爐頂煤氣循環(huán)、二氧化碳富集等技術(shù)，探索通過(guò)鋼鐵、化工耦合的方式，深入開展二氧化碳捕集、利用、封存等技術(shù)集成示范研究。