鋼鐵行業(yè)碳排放現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)

我國鋼鐵工業(yè)碳排放量約占全國碳排放總量的15%左右，是我國碳排放量最高的制造業(yè)行業(yè)，迫切需要通過加速低碳轉(zhuǎn)型，降低全社會碳排放量，確保國家碳達峰與碳中和目標順利實現(xiàn)。

鋼鐵行業(yè)涵蓋能源、化工、建材等多項工藝類型，是工藝流程最復(fù)雜的行業(yè)之一，包括燃煤與燃氣發(fā)電、供熱鍋爐、煉焦與焦爐煤氣深加工、煉鐵與煉鋼、石灰與超細粉等工藝，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)碳排放總量占全國排放總量的一半以上。鋼鐵行業(yè)的碳達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（以下簡稱CCUS）等，具有普適性。因此，鋼鐵行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型將對所有工業(yè)行業(yè)具有示范意義。

鋼鐵產(chǎn)品是“工業(yè)糧食”，對制造業(yè)碳達峰與碳中和具有重要帶動作用。鋼鐵行業(yè)是工業(yè)化國家的基礎(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看，鋼鐵行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型對制造業(yè)整體減碳具有重要帶動作用。

我國鋼鐵行業(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)量計算，碳排放總量超過18億噸。從工藝流程來看，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。從工序來看，鐵前工序碳排放量占比超過70%，主要集中在煉鐵和焦化工序。在實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展方面，我國鋼鐵行業(yè)面臨不少挑戰(zhàn)。一是鋼鐵體量大。我國鋼鐵行業(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，其中一季度粗鋼同比增長15.06%，5月上旬同比上升7.44%。產(chǎn)量提高意味著排放增長，若產(chǎn)量持續(xù)增長，將給碳達峰帶來困難。二是工藝結(jié)構(gòu)不合理。我國鋼鐵行業(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)碳達峰碳中和的路徑建議

為推動鋼鐵行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展，實現(xiàn)碳達峰碳中和目標，筆者建議從以下方面著力。

一是嚴格控制產(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)政策加嚴淘汰底線，逐步將4.3米及以下焦爐、450立方米及以下高爐納入淘汰范圍。優(yōu)化工作機制，嚴防已淘汰產(chǎn)能死灰復(fù)燃。另一方面，嚴控新增產(chǎn)能，加嚴產(chǎn)能減量替代要求，并嚴控重復(fù)替代情形。

同時，提高鋼材產(chǎn)品性能，延長使用壽命。通過提高鋼材產(chǎn)品性能，采取“以細代粗、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，延長使用壽命，減少鋼材用量。比如，通過與國外同類產(chǎn)品對標，軸承鋼平均使用壽命還有延長一倍的潛力，據(jù)此可減少此類鋼材用量50%。

優(yōu)化鋼鐵產(chǎn)品進出口政策。通過調(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、直接還原鐵等初級產(chǎn)品進口關(guān)稅。適當提高生鐵、鉻鐵等初級產(chǎn)品出口關(guān)稅，鼓勵進口、減少出口，減輕粗鋼產(chǎn)量增長的壓力。

二是優(yōu)化配置鋼鐵工藝流程。鼓勵短流程工藝。出臺電爐短流程煉鋼優(yōu)惠政策，對電爐建設(shè)項目，在產(chǎn)能替代環(huán)節(jié)予以政策傾斜。對電爐企業(yè)采取優(yōu)惠電價、減征稅費等措施，并在碳排放權(quán)交易配額分配過程中充分考慮其與長流程的差異性。加快推動完善廢鋼市場，適時推廣建筑鋼結(jié)構(gòu)，提高全社會廢鋼保有量。同時，規(guī)范廢鋼消費領(lǐng)域，可對廢鋼合規(guī)使用予以補貼和鼓勵。優(yōu)化長流程工藝。一方面，嚴格控制高爐—轉(zhuǎn)爐流程占比，在建設(shè)項目產(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。對于碳排放量居高不下的企業(yè)，通過提高電價等方式提高其排放成本。另一方面，鼓勵發(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)超低排放推進進度，持續(xù)提高燒結(jié)煙氣循環(huán)、燃氣蒸汽循環(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)，進一步降低全行業(yè)能耗，減少行業(yè)碳排放總量，實現(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)電機組的轉(zhuǎn)化效率，將中低溫余熱回收工藝改進為高溫高壓工藝，進而提高余能利用率，降低能耗。優(yōu)化燒結(jié)煙氣循環(huán)工藝中的煙氣來源，提高高溫煙氣循環(huán)比例，進一步降低燒結(jié)工序能耗，減少碳排放量。

四是探索低碳氫能冶煉路徑。近期，在現(xiàn)有高爐—轉(zhuǎn)爐長流程工藝占比高的大背景下，充分借鑒日本和歐盟經(jīng)驗，推動寶鋼等高爐富氫冶煉試驗項目，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)進展，推動河鋼等氫能冶煉試驗項目，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。