“碳達峰、碳中和”對我國銅工業(yè)發(fā)展的影響

王滿倉,陳瑞英

(中國恩菲工程技術(shù)有限公司,北京 100038)

2020年9月,我國在聯(lián)合國大會上提出:二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。“碳達峰、碳中和”的宣示是我國應(yīng)對全球氣候變化做出的重大戰(zhàn)略決策,將開啟各行業(yè)領(lǐng)域向綠色低碳發(fā)展轉(zhuǎn)型的新時代。

銅是重要的有色金屬品種之一,也是現(xiàn)代工業(yè)的重要基礎(chǔ)原料。在“碳達峰、碳中和”實現(xiàn)過程中,我國銅工業(yè)發(fā)展面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。結(jié)合行業(yè)自身的發(fā)展特點,如何更好地適應(yīng)和滿足“雙碳”時代的發(fā)展趨勢和目標(biāo)要求,是相關(guān)部門和生產(chǎn)企業(yè)需要思考的問題。

1 我國銅工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 資源自給率低

我國銅資源緊缺,保障程度低;原料供應(yīng)缺口大,對外依存度高。據(jù)2021年美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計,2020年世界已探明的銅儲量約8.7 億t,其中,中國銅資源儲量約2 600 萬t,占比僅為3%。2020年世界礦銅產(chǎn)量約2 000 萬t(金屬量),其中,中國礦銅產(chǎn)量約170 萬t,占比約為8.5%。世界現(xiàn)有儲量的靜態(tài)保證年限為43.5年,而中國僅為15.3年。在目前較高的地質(zhì)資源開發(fā)強度下,銅原料對外依存度仍超過70%。

1.2 部分礦山企業(yè)裝備水平有待提升

受資源條件制約,國內(nèi)中小型銅礦企業(yè)的技術(shù)裝備水平較低,與大型銅礦企業(yè)相比差距較大。尤其是近年國內(nèi)銅冶煉技術(shù)發(fā)展較快,受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、環(huán)保政策升級等因素影響,一批落后的銅冶煉產(chǎn)能逐步被淘汰。

作為傳統(tǒng)行業(yè),國內(nèi)礦山企業(yè)在數(shù)字化、智能化方面起步較晚,且由于投入高、短期效益或直接效益不明顯,多數(shù)企業(yè)對此投入動力不足。受環(huán)保政策的限制,污染嚴重的鼓風(fēng)爐、反射爐和電爐銅冶煉工藝在國內(nèi)已被淘汰,國內(nèi)自主開創(chuàng)的雙底吹、側(cè)吹熔煉-多槍頂吹吹煉等連續(xù)煉銅技術(shù)已達到國際領(lǐng)先水平。

1.3 國際銅市場話語權(quán)弱

我國是世界上最大的銅生產(chǎn)國和消費國,但在國際銅市場的話語權(quán)較弱,行業(yè)利潤分配更多傾向于產(chǎn)業(yè)鏈上游的資源端。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計報道,2020年全球精煉銅產(chǎn)量為2 394 萬t,其中,中國精煉銅產(chǎn)量為1 002.5 萬t,占比約42%;2020年全球精煉銅消費量為2 533 萬t,其中,中國精銅消費量1 198 萬t,占比約47%[1]。2020年,中國銅粗煉和精煉產(chǎn)能分別為905 萬t 和1 325 萬t,較2008年分別增長340 萬t 和697 萬t,年均增速分別為5%和9.2%。

盡管我國銅產(chǎn)量和消費量世界占比最大,但近年來,我國銅冶煉產(chǎn)能快速擴張,在國內(nèi)原料供給不足、海外資源高度集中的背景下,冶煉加工費(TC/RC)持續(xù)下滑,國內(nèi)銅冶煉企業(yè)的利潤空間被逐漸壓縮。2006年,銅價大幅攀升至高位運行,國際銅礦商卻下調(diào)冶煉加工費,并取消實施多年的價格分享條款。自此之后,銅價高企帶來的超額利潤由銅礦山獨享,冶煉企業(yè)只能依靠加工費來獲取收益。近期國際銅價大幅攀升,最高已突破10 000 美元/t的歷史高位,而我國銅冶煉企業(yè)與國際礦商談判的長單銅精礦加工費卻跌至近十年新低59.5 美元/t,現(xiàn)貨加工費更低至30 美元/t,在硫酸等副產(chǎn)品收益補貼有限的情況下,盡管銅價高企,但冶煉企業(yè)卻面臨難以盈利的局面。

綜上所述,我國銅工業(yè)發(fā)展在實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的同時,還面臨資源自給率低、部分礦山企業(yè)裝備水平有待提升、國際銅市場話語權(quán)弱等系列問題。

2 銅行業(yè)碳排放及企業(yè)減排路徑

2.1 碳排放

由于銅礦一般品位較低,折算至單位銅產(chǎn)品后,礦山企業(yè)碳排放強度高于冶煉企業(yè)。從減小銅產(chǎn)品碳足跡值的角度,除冶煉企業(yè)外,礦山企業(yè)的碳減排也應(yīng)引起重視。

目前,由于行業(yè)基礎(chǔ)調(diào)研不足,數(shù)據(jù)統(tǒng)計有限且存在口徑差異,還沒有銅行業(yè)碳排放量的官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)。但普遍認為,冶煉企業(yè)才是銅行業(yè)碳排放的重點單位,對其減排管控的重視程度明顯高于礦山。2016年,國家發(fā)展改革委發(fā)布的《關(guān)于切實做好全國碳排放權(quán)交易市場啟動重點工作的通知(發(fā)改辦氣候〔2016〕57 號)》中,將有色行業(yè)作為八大重點溫室氣體排放行業(yè)之一,其中包括電解鋁和銅冶煉兩個子行業(yè),未提及礦山企業(yè)。按照國家發(fā)展改革委發(fā)布的《溫室氣體排放核算方法與報告指南》,結(jié)合典型企業(yè)技術(shù)指標(biāo),測算范圍包括燃料燃燒、能源材料、工業(yè)過程的直接排放以及凈外購電力、熱力的間接排放,估計一般銅礦山的噸銅碳排放強度約為4～7 tCO2;而銅冶煉的噸銅碳排放強度大致在0.85～1.5 tCO2。可見,折算至單位銅產(chǎn)品后,礦山的排放強度指標(biāo)明顯高于冶煉企業(yè)。因此,從降低銅產(chǎn)品碳足跡值的角度,礦山企業(yè)的碳減排必須引起重視。

2.2 碳減排路徑

銅企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身特點,按照“源頭減量、過程控制、末端治理”的原則設(shè)計碳減排路徑,例如低碳能源替代、工藝過程優(yōu)化、碳捕集利用與封存(CCUS)等。

結(jié)合礦山企業(yè)的生產(chǎn)特點,主要碳排放源是采選過程中的電力消耗,一般占比80%以上,其他主要為物料運輸過程中的柴油消耗等;而銅冶煉企業(yè)同樣是以電力消耗的間接排放為主,一般占比也在80%左右,其他主要為天然氣、油料、煤炭等化石能源燃燒以及石灰石分解所直接排放的二氧化碳。因此,從源頭管控方面,能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化是銅礦山和冶煉企業(yè)減碳的關(guān)鍵環(huán)節(jié),應(yīng)重點關(guān)注如光伏、儲能、微電網(wǎng)、氫能技術(shù)的應(yīng)用以及裝備電氣化水平的提升等;其次,從過程控制角度,可通過能源綜合管控系統(tǒng)實現(xiàn)智慧減碳,利用工藝技術(shù)優(yōu)化實現(xiàn)節(jié)能提效等;再次,從末端治理的角度,吸收借鑒先進企業(yè)的技術(shù)經(jīng)驗,關(guān)注未來低成本碳捕集、封存以及碳資源化等前沿技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用進展。

3 “雙碳”目標(biāo)背景下我國銅工業(yè)發(fā)展趨勢

根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會初步統(tǒng)計,2020年,我國有色金屬行業(yè)二氧化碳排放量約為6.6億t,占全國總排放量的4.7%。國家有關(guān)部門制定的《有色金屬行業(yè)碳達峰實施方案》(征求意見稿)初步提出:到2025年有色金屬行業(yè)力爭率先實現(xiàn)碳達峰,2040年力爭實現(xiàn)減碳40%。在國家和行業(yè)“雙碳”目標(biāo)要求下,我國銅工業(yè)發(fā)展面臨機遇與挑戰(zhàn)并存的局面:需求側(cè)主要表現(xiàn)為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動銅消費增加的市場機遇,供應(yīng)側(cè)主要表現(xiàn)為再生銅占比的增加以及減碳目標(biāo)要求下行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的改革壓力。

3.1 新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動銅的消費

能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變是“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)的重要基礎(chǔ),風(fēng)電、光伏等清潔能源的開發(fā),特高壓輸電線路的建設(shè),工業(yè)領(lǐng)域終端電氣化水平的提升,新能源交通運輸工具的推廣,無論是發(fā)電端、輸電端和用電端都將促進銅消費需求的提升。根據(jù)國際能源署的報告,在實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》目標(biāo)下,未來20年,清潔能源領(lǐng)域的銅需求占比將由目前的20% 上升至40% 以上[2]。銅業(yè)巨頭必和必拓預(yù)計,按照《巴黎協(xié)議》的全球碳減排目標(biāo),未來30年銅的需求將增加1 倍以上。也有相關(guān)機構(gòu)預(yù)測,碳中和目標(biāo)將使中國“十四五”期間每年的銅消費量增加85 萬t[3]。盡管數(shù)據(jù)預(yù)測存在差異,但業(yè)內(nèi)普遍認為,“雙碳”目標(biāo)對未來的銅消費市場將是積極的利好因素。

3.2 綠色循環(huán)經(jīng)濟驅(qū)動再生銅占比提升

在市場需求持續(xù)增加的情況下,銅礦資源品位卻趨于降低,而礦山產(chǎn)能建設(shè)周期長且增長潛力有限,未來銅的供應(yīng)缺口似乎不可避免,該觀點也是導(dǎo)致近期銅價大幅攀升的主要因素之一。2013—2019年,在原生銅供應(yīng)增長受限的情況下,我國的再生銅產(chǎn)量呈現(xiàn)上升趨勢。2019年,中國再生銅供應(yīng)量為330 萬t,占銅供應(yīng)量比重為23.3%,其中,國內(nèi)回收再生銅約為213.5 萬t,占再生銅供應(yīng)量的67%。國內(nèi)工業(yè)發(fā)展積累的大量廢銅資源逐漸進入回收周期;同時,再生銅的使用在減碳方面比原生銅更具優(yōu)勢,“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下,再生銅的占比會逐漸升高,甚至成為未來銅供應(yīng)的主力軍,一定程度上也有利于緩解未來銅供應(yīng)短缺的局面。

3.3 行業(yè)轉(zhuǎn)型升級和產(chǎn)能布局調(diào)整導(dǎo)致企業(yè)競爭壓力加劇

綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中,一些綜合實力較弱的中小企業(yè)將面臨考驗,大型企業(yè)的競爭優(yōu)勢將更加凸顯,行業(yè)通過優(yōu)勝劣汰,最終實現(xiàn)規(guī)模化、現(xiàn)代化、集約化生產(chǎn)。而未來銅價的高位運行和碳交易市場的成熟完善有助于緩解企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型過程中的成本壓力。

要實現(xiàn)銅行業(yè)的“雙碳”目標(biāo),亟待相關(guān)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級,包括通過低碳能源支撐、工藝流程優(yōu)化、裝備材料升級、能源綜合管控、資源綜合利用、碳捕集利用與封存等多方面實現(xiàn)技術(shù)升級;同時,加強企業(yè)碳資產(chǎn)管理,并對組織結(jié)構(gòu)和管理系統(tǒng)進行相應(yīng)調(diào)整,最終實現(xiàn)企業(yè)的綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。在轉(zhuǎn)型升級過程中,企業(yè)需要增加財力、人力、物力等方面的投入,一定程度上增加了企業(yè)負擔(dān)。結(jié)合行業(yè)設(shè)定的減碳目標(biāo),中國有色金屬工業(yè)協(xié)會提出,要嚴控鋁、銅等品種的冶煉產(chǎn)能總量,鼓勵產(chǎn)能向可再生電力富集地區(qū)轉(zhuǎn)移。在資源、環(huán)境雙重約束下,如何實現(xiàn)科學(xué)可持續(xù)發(fā)展是行業(yè)和企業(yè)需要面對的問題。

低碳要求下,新能源等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展帶動銅的市場需求,有利于銅價的攀升,并能在一定程度上抵消低碳轉(zhuǎn)型所增加的成本支出;而成熟完善的碳交易市場才是低碳競爭公平性的重要保障,通過市場調(diào)節(jié)機制使企業(yè)在“低碳”方面的投入獲得相應(yīng)的價值回報。未來,碳的合理定價將為銅生產(chǎn)企業(yè)通過技術(shù)變革實現(xiàn)碳減排提供經(jīng)濟支撐和源動力。

4 結(jié)論

“碳達峰、碳中和”是時代要求和發(fā)展趨勢,在此背景下,我國銅行業(yè)應(yīng)結(jié)合自身特點,既要努力抓住新能源等相關(guān)行業(yè)發(fā)展帶動消費需求的市場機遇,也要積極面對行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、產(chǎn)能布局調(diào)整等方面的現(xiàn)實問題。針對銅工業(yè)低碳發(fā)展提出以下建議,供相關(guān)部門參考。

1)積極發(fā)揮政策層面的組織、協(xié)調(diào)和導(dǎo)向作用,為銅行業(yè)實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)創(chuàng)造條件,抓緊配套政策機制的建設(shè),特別是合理發(fā)放配額、完善碳交易機制、產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整等方面。

2)鼓勵和支持專業(yè)咨詢機構(gòu)開展銅行業(yè)碳排放摸底調(diào)研和數(shù)據(jù)庫建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定以及“碳達峰、碳中和”路徑等方面的專題研究。

3)鼓勵和支持企業(yè)開展行業(yè)內(nèi)上下游及跨行業(yè)聯(lián)合重組,增強企業(yè)實力和競爭力,使其在工藝裝備、資源綜合利用、安全環(huán)保等方面得到全面提升。

4)鼓勵低碳金融和低碳技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,從企業(yè)實際出發(fā),既要滿足“碳達峰、碳中和”的發(fā)展要求,也要保證銅工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

5)鼓勵銅資源高效與循環(huán)利用,制定完善相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,建設(shè)循環(huán)利用示范工程。

6)充分發(fā)揮協(xié)會等行業(yè)機構(gòu)的組織協(xié)調(diào)作用,制定統(tǒng)一的對外戰(zhàn)略措施,利用低碳發(fā)展機遇,不斷提升中國銅行業(yè)的國際話語權(quán)。