我國鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰及低碳轉(zhuǎn)型的路徑探析

廣州賽寶認(rèn)證中心服務(wù)有限公司 何青

在新時代背景下，我國宣布將不斷提高國家自主貢獻(xiàn)力度，在2030年前二氧化碳排放將達(dá)峰，并在2060年實現(xiàn)碳中和。此舉進(jìn)一步彰顯了中國對全球氣候變化以及綠色低碳發(fā)展的堅定信心和決心，為此需要不斷促進(jìn)傳統(tǒng)資源和能源密集型行業(yè)的轉(zhuǎn)型。鋼鐵工業(yè)屬于低碳發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域之一，本文針對我國鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰及低碳轉(zhuǎn)型路徑進(jìn)行探析，具有重要的意義和價值。

一、我國鋼鐵工業(yè)碳排放現(xiàn)狀

鋼鐵工業(yè)作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)性領(lǐng)域之一，其發(fā)展模式中有相對典型的特點(diǎn)。首先在生產(chǎn)模式方面，主要以高爐——轉(zhuǎn)爐的流程為主，此類生產(chǎn)流程中所生產(chǎn)的粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)占據(jù)全國鋼鐵工業(yè)中粗鋼產(chǎn)量的9成以上（圖1）。其次，在能源結(jié)構(gòu)方面，我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展始終以煤炭為主要能源，對于煤炭能源的消耗也占據(jù)全國煤炭能源消耗的16%左右，也正因如此，我國鋼鐵工業(yè)已經(jīng)成為碳排放的主要來源之一。在鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)和加工過程中，以鐵礦石為主要原材料進(jìn)行生產(chǎn)轉(zhuǎn)爐鋼，每噸需要排放二氧化碳兩噸左右，特別是在鐵前工序方面二氧化碳排放量更高。另一方面，以廢鋼為主要原材料的電爐鋼，在生產(chǎn)過程中每噸需要排放二氧化碳0.5噸左右，因此在我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展中，往往通過增加廢鋼回收，有效降低鐵鋼占比，以進(jìn)一步減少鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)過程中二氧化碳的排放。

圖1 1990—2020年中國鋼產(chǎn)量

現(xiàn)如今，全球范圍內(nèi)氣候變化問題尤為嚴(yán)重，為了進(jìn)一步達(dá)到鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰和碳中和的總體目標(biāo)，真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，鋼鐵工業(yè)需要始終踐行低碳綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展路徑?；诖耍覈撹F工業(yè)在實現(xiàn)低碳化轉(zhuǎn)型和生產(chǎn)時，可以從兩個主要方向入手，改變現(xiàn)有鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)方式，大力推廣以氫冶金的新型低碳生產(chǎn)方法和工藝。其次，要著力轉(zhuǎn)變鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)原料的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高廢鋼比，同時要縮短鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)流程，減少生產(chǎn)流程中二氧化碳的排放，進(jìn)一步發(fā)揮低碳綠色的優(yōu)勢。但不容忽視的是，我國鋼鐵工業(yè)在短期內(nèi)無法全面推廣以氫冶金的生產(chǎn)方式和工藝流程，因此可以從原料結(jié)構(gòu)方面入手，進(jìn)一步實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)碳排放的降低和低碳綠色發(fā)展。

二、我國鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰的主要趨勢

在我國整體工業(yè)發(fā)展中，鋼鐵工業(yè)的碳排放量最多，節(jié)能減排問題同樣也是社會關(guān)注和學(xué)者研究的焦點(diǎn)之一。為了真正實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)2030年的碳達(dá)峰目標(biāo)，著重探討我國鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰的主要發(fā)展趨勢，助力鋼鐵工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，同時進(jìn)一步強(qiáng)化降低碳排放的發(fā)展共識。以鋼產(chǎn)量為依據(jù)，現(xiàn)如今很多學(xué)者仍舊認(rèn)為在2030年前我國的鋼鐵產(chǎn)量將達(dá)到峰值，但是在鋼產(chǎn)量達(dá)峰的科學(xué)性方面仍然存在一定爭議。鋼產(chǎn)量也是影響碳達(dá)峰的主要因素之一，因此在不同鋼產(chǎn)量的值數(shù)影響之下，碳達(dá)峰因素也會受到影響，大體會呈現(xiàn)出先增后減的發(fā)展趨勢，但也都會在2020年左右達(dá)到峰值。

有些學(xué)者結(jié)合不同的鋼鐵工業(yè)發(fā)展場景，對二氧化碳排放影響因素進(jìn)行全面分析，此舉措同樣也對鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排有重要的意義和價值?；?030年我國鋼產(chǎn)量達(dá)峰的主要情景，可以進(jìn)一步證明鋼產(chǎn)量是影響碳排放的重要影響因素之一，但是其整體的影響能力會逐漸減弱，直至2025年前后，鋼產(chǎn)量對于二氧化碳排放的影響能力和影響效果會全面降低，并逐漸變得相對微弱，而此時鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)則一躍成為二氧化碳節(jié)能減排的重要影響因素。

除此之外，影響我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展碳排放達(dá)峰的主要因素也有以下幾個方面：一是粗鋼產(chǎn)量。粗鋼產(chǎn)量是影響碳達(dá)峰的主要因素之一，但是也會對鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰發(fā)展趨勢起到?jīng)Q定性的作用，由于在2030年前后我國的鋼產(chǎn)量會達(dá)到峰值，但是粗鋼產(chǎn)量和鋼產(chǎn)量的變化情況仍然會受到市場因素和市場需求的影響，并隨之發(fā)生巨大的變化。二是生產(chǎn)結(jié)構(gòu)因素。我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展碳減排的實現(xiàn)，生產(chǎn)結(jié)構(gòu)尤為重要，從長遠(yuǎn)的發(fā)展視角看，為了有效控制鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)效能，需要對現(xiàn)有鋼鐵工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面調(diào)整，以進(jìn)一步減輕生產(chǎn)環(huán)節(jié)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的二氧化碳排放，全面減少鋼鐵工業(yè)的碳排放負(fù)擔(dān)。三是，積極應(yīng)用節(jié)能減排技術(shù)?，F(xiàn)如今我國在各行業(yè)、各領(lǐng)域著力推進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)，各類低碳技術(shù)的普及對于鋼鐵工業(yè)的碳達(dá)峰和碳中和仍舊有較強(qiáng)的積極影響，鋼鐵工業(yè)不僅需要強(qiáng)化現(xiàn)代化技術(shù)和商業(yè)化技術(shù)的普及，同樣也要積極推進(jìn)氫冶金等先進(jìn)低碳生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝的推廣，有效減少二氧化碳的排放，進(jìn)一步實現(xiàn)我國鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰的目標(biāo)。四是碳稅。為了進(jìn)一步實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)，進(jìn)一步建立碳稅價格機(jī)制，有利于實現(xiàn)碳交易市場的良好發(fā)展，可以積極吸收和借鑒發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，為我國碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)增添力量。

三、我國鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰及低碳轉(zhuǎn)型的路徑

鋼鐵工業(yè)是支持我國國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一，鋼鐵工業(yè)作為高排放性行業(yè)之一，需要進(jìn)一步加快低碳轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級，統(tǒng)籌謀劃碳達(dá)峰與碳中和的目標(biāo)任務(wù)，科學(xué)制定低碳轉(zhuǎn)型的實際方案，以有效應(yīng)對全球氣候變暖的危機(jī)形勢。

（一）積極調(diào)整現(xiàn)有鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)

為了持續(xù)推進(jìn)我國鋼鐵工業(yè)的供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，需要全面調(diào)整現(xiàn)有鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)?！蛾P(guān)于推動鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見（征求意見稿）》中進(jìn)一步指出了我國鋼鐵工業(yè)發(fā)展中產(chǎn)業(yè)布局的優(yōu)化調(diào)整以及兼并重組的重要作用，需要有序引導(dǎo)煉鋼工序的短流程發(fā)展，深入實現(xiàn)綠色低碳環(huán)保的目標(biāo)。其中以電爐鋼產(chǎn)量為例，電爐鋼產(chǎn)量占據(jù)粗鋼總產(chǎn)量的比例達(dá)到15%以上，并進(jìn)一步探索達(dá)到20%的占比形式。預(yù)計在2025年我國鋼鐵工業(yè)可以率先實現(xiàn)碳排放達(dá)峰，而不同程度的鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程，在二氧化碳排放量方面差距明顯，例如前文強(qiáng)調(diào)了電爐鋼與轉(zhuǎn)爐鋼在二氧化碳排放量方面差異較大，因此可以進(jìn)一步提升廢鋼的回收和利用效率，積極提高電爐鋼的使用比例，有效實現(xiàn)碳減排和低碳轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。

（二）創(chuàng)新探索新型低碳冶金技術(shù)

現(xiàn)如今國外很多鋼鐵企業(yè)和鋼鐵工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，已經(jīng)針對低碳技術(shù)和相關(guān)項目進(jìn)行了深入研究，并取得了突破性進(jìn)展，例如歐盟超低二氧化碳排放項目（ULCOS）等，而我國同樣也在積極探索氫冶金技術(shù)。2019年1月，我國簽訂了氫能煉鋼合作框架協(xié)議，并將核能制氫技術(shù)逐漸提升到重要的地位，河鋼集團(tuán)也因此組建了氫能技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，并與發(fā)達(dá)國家進(jìn)行合作，深入探索氫冶金技術(shù)的優(yōu)化和升級。氫冶金技術(shù)在實現(xiàn)鋼鐵工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型方面尤為重要，能夠與碳捕集與封存（CCS）進(jìn)行有效結(jié)合，進(jìn)一步增加二氧化碳節(jié)能減排的綜合性占比。除此之外，碳捕集與封存技術(shù)同樣也是二氧化碳減排的重要潛力技術(shù)之一，該技術(shù)項目應(yīng)用范圍廣泛，能夠在鋼鐵工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中實現(xiàn)過渡銜接，逐漸發(fā)展為無碳排放的清潔煉鋼生產(chǎn)模式。

（三）全面轉(zhuǎn)變鋼鐵工業(yè)能源結(jié)構(gòu)模式

現(xiàn)有鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)以及能源利用水平對二氧化碳的排放產(chǎn)生了直接的影響作用，因此提高碳排放能源結(jié)構(gòu)模式是未來鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的重點(diǎn)之一，鋼鐵工業(yè)耗能較高、生產(chǎn)流程較長，在我國鋼鐵產(chǎn)量持續(xù)增加、對鋼鐵的需求不斷增多的情況下，碳排放量同樣也會繼續(xù)增加。為了有效實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)，緩解鋼鐵企業(yè)二氧化碳排放壓力，可以結(jié)合我國現(xiàn)有的資源條件對鋼鐵企業(yè)的能源效率進(jìn)行全面提升，可以有效轉(zhuǎn)化現(xiàn)有鋼鐵工業(yè)的原料生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，可以增加廢鋼的用量，為碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)實現(xiàn)提供強(qiáng)有力的保障。此外，可以從根本出發(fā)有效解決能源消耗結(jié)構(gòu)，特別是對于煤炭資源的消耗，可以有效增加可再生能源技術(shù)的利用效率，積極推動新能源結(jié)構(gòu)和低碳化發(fā)展，助推鋼鐵工業(yè)的綠色化轉(zhuǎn)型。

四、總結(jié)

總而言之，在新時代發(fā)展進(jìn)程中，我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展也迎來了低碳轉(zhuǎn)型的新發(fā)展空間，本文結(jié)合我國鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰及低碳轉(zhuǎn)型的路徑進(jìn)行深入探究，首先分析了我國鋼鐵工業(yè)碳排放現(xiàn)狀，其次論述了我國鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰的主要趨勢，最后從積極調(diào)整現(xiàn)有鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新探索新型低碳冶金技術(shù)、全面轉(zhuǎn)變鋼鐵工業(yè)能源結(jié)構(gòu)模式三大方面，提出了我國鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰及低碳轉(zhuǎn)型的發(fā)展路徑，希望能夠有效推動我國鋼鐵工業(yè)的低碳化發(fā)展。