鋼鐵行業(yè)節(jié)能降碳面臨的形勢(shì)與挑戰(zhàn)
鋼鐵行業(yè)“雙碳目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)是項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)工程,面臨著諸多現(xiàn)實(shí)條件制約,需要統(tǒng)籌
節(jié)能降碳與整體經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展、行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)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(biāo)”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(huì)統(tǒng)計(jì)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(guó)粗鋼產(chǎn)量連續(xù)走高,2020年高達(dá)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(fèi)需求與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、工業(yè)化進(jìn)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(fèi)拉動(dòng)大,“雙碳目標(biāo)”的實(shí)現(xiàn)需平衡好我國(guó)鋼鐵工業(yè)規(guī)模與下游需求增長(zhǎng)保障的關(guān)系。二是一季度粗鋼產(chǎn)量顯著增長(zhǎng)。短期來(lái)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(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行穩(wěn)中向好,主要用鋼行業(yè)帶動(dòng)鋼材需求顯著增長(zhǎng)。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),1-5月我國(guó)粗鋼產(chǎn)量為4.73億噸,同比增長(zhǎng)13.9%。此外,鋼材出口也出現(xiàn)恢復(fù)性增長(zhǎng)。據(jù)海關(guān)總署公布的數(shù)據(jù),2021年1-5月,我國(guó)累計(jì)出口鋼材3092.4萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)19.8%。整體來(lái)看,粗鋼產(chǎn)量距離工信部提出的今年“堅(jiān)決壓縮粗鋼產(chǎn)量,確保粗鋼產(chǎn)量同比下降”目標(biāo)有較大差距。三是降碳投資壓力大。“雙碳目標(biāo)”下短期內(nèi)會(huì)給鋼鐵企業(yè)帶來(lái)運(yùn)營(yíng)壓力,壓縮利潤(rùn)空間。據(jù)測(cè)算,以年產(chǎn)量400萬(wàn)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(biāo)”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(guó)電爐短流程煉鋼僅占10%,長(zhǎng)流程煉鋼居主導(dǎo)地位,占比高達(dá)90%,這一流程特點(diǎn)決定了我國(guó)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(cè)算,長(zhǎng)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(duì)此,我國(guó)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減碳需減少長(zhǎng)流程煉鋼,增加短流程煉鋼占比。其中,加強(qiáng)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(shí)減少1.6噸二氧化碳、3噸固體廢物的排放。目前我國(guó)廢鋼比剛達(dá)到20%,與世界35~45%的平均廢鋼比相差甚遠(yuǎn)。當(dāng)前我國(guó)折舊廢鋼進(jìn)入快速增長(zhǎng)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(duì)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(biāo)”的重要手段。我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度長(zhǎng)期嚴(yán)重偏低。至2020年,國(guó)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(guó)鋼鐵行業(yè)在上下游議價(jià)、化解過(guò)剩產(chǎn)能、
市場(chǎng)有序競(jìng)爭(zhēng)、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(biāo)”的實(shí)現(xiàn)。據(jù)《碳
排放權(quán)交易管理暫行條例》,國(guó)內(nèi)年碳排放量超過(guò)2.6萬(wàn)噸的工業(yè)企業(yè)都將被作為重點(diǎn)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(guó)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(guó)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(shí)力雄厚的大型企業(yè)可通過(guò)低碳創(chuàng)新進(jìn)一步增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
(四)綠色低碳技術(shù)創(chuàng)新是“雙碳目標(biāo)”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(lái)置換鐵礦石中的鐵元素,實(shí)現(xiàn)冶煉過(guò)程的完全零排放。為實(shí)現(xiàn)歐盟“
碳中和大陸”目標(biāo),歐洲提出了基于過(guò)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(xiàng)技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)制氫來(lái)源以
化工燃料和化工副產(chǎn)物為主,雖然價(jià)格低廉,但數(shù)量有限、過(guò)程并不低碳。國(guó)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(chǎng)景的無(wú)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。