中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
費鵬
黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央堅持新發(fā)展理念，把生態(tài)文明建設納入中國特色社會主義事業(yè)“五位一體”總體布局。黨的二十大更是將“促進人與自然和諧共生”明確為中國式現(xiàn)代化的本質(zhì)要求之一。習近平總書記強調(diào)，實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局。
作為碳排放的大戶，鋼鐵行業(yè)推進節(jié)能減排義不容辭。
碳減排關(guān)乎企業(yè)生死
如今，碳排放權(quán)已經(jīng)不僅是企業(yè)的發(fā)展權(quán)，更是生存權(quán)。
一是國家政策對鋼鐵行業(yè)提出明確要求。鋼鐵行業(yè)碳排放總量約占全國的15%，在制造業(yè)31個門類中居首位，鋼鐵行業(yè)降碳意義重大。《關(guān)于促進鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》提出，到2025年，電爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量比例提升至15%以上；80%以上鋼鐵產(chǎn)能完成超低排放改造，噸鋼綜合能耗降低2%以上，水資源消耗強度降低10%以上，確保2030年前碳達峰；利用廢鋼資源量達到3億噸以上。以“雙碳”承諾為標志，中國鋼鐵工業(yè)進入了發(fā)展的新時代——低碳時代，減碳、低碳、碳中和成為未來發(fā)展的必由之路。
二是碳成本已成為鋼鐵行業(yè)降碳的催化劑。2023年4月份，全球首個碳關(guān)稅——歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機制（CBAM）落地，非歐盟生產(chǎn)商在歐盟銷售商品要為碳排放付費。該法案將于2023年10月份試運行，2026年正式起征。歐盟碳關(guān)稅將起到較強的示范作用，為保護本國鋼鐵產(chǎn)業(yè)，其他國家將加快建立、完善本國碳市場并向歐盟碳價逐步看齊。據(jù)測算，碳關(guān)稅將使我國鋼鐵行業(yè)出口成本增加4%～6%。今年2月份以來，歐盟碳價一度突破100歐元/噸關(guān)口，5月份的均價達到84歐元/噸（約合660元/噸），而我國碳價不到60元/噸。未來，隨著免費碳配額的減少，我國碳價將逐步走高。按歐盟碳價的一半（330元/噸）估算，我國碳排放不達標的長流程企業(yè)成本可能將增加約18%。
三是下游行業(yè)對產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈協(xié)同降碳的需求日趨強烈。我國交通運輸業(yè)碳排放量約占全國的10%，而汽車碳排放量占其中的80%以上。汽車產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，不僅在于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展新能源汽車，也需要全產(chǎn)業(yè)鏈的參與，實現(xiàn)從材料生產(chǎn)、車輛制造到消費者使用的全生命周期碳足跡管理。寶馬、奔馳、大眾等知名車企都相繼制訂了與供應商、經(jīng)銷商協(xié)同減碳降碳的計劃。
隨著我國城鎮(zhèn)化進度放緩，未來人均粗鋼消費量將逐漸降低，按照日本人均粗鋼消費量500千克/人·年的水平測算，7億噸粗鋼產(chǎn)量即可滿足我國需求。這意味著超過3億噸的產(chǎn)能將被淘汰，低碳轉(zhuǎn)型升級慢的企業(yè)將面臨較大的退出風險。
流程降碳、工藝技術(shù)革新是關(guān)鍵
經(jīng)過多年來的探索，鋼鐵行業(yè)目前形成了低碳發(fā)展的幾大路徑：一是節(jié)能降碳，主要是實施裝備節(jié)能改造，降低能源介質(zhì)消耗，提升能源轉(zhuǎn)換和利用效率。過去的50年，我國鋼鐵行業(yè)噸鋼能耗降低約60%。二是資源降碳，主要是優(yōu)化高爐爐料結(jié)構(gòu)，加大廢鋼用量，樹立全生命周期理念，發(fā)展綠色產(chǎn)品和循環(huán)經(jīng)濟，降低資源消耗。三是能源降碳，主要是布局新能源領域，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展太陽能、風能等清潔能源，實施可再生能源替代。四是流程降碳，主要是探索氫冶煉及CCUS（碳捕獲、利用與封存技術(shù)）等低碳冶金技術(shù)，布局電爐短流程工藝。
分別來看，節(jié)能降碳和資源降碳是當前最直接、最容易取得成效的路徑，但降碳效果有其極限。能源降碳方面，清潔能源總量相比整個行業(yè)需求，占比仍較小。要想實現(xiàn)深度脫碳甚至碳中和，實施流程降碳、推動工藝技術(shù)革新突破是關(guān)鍵。
當前，以高爐富氫冶煉和氣基豎爐兩大技術(shù)路線為代表的氫冶煉發(fā)展較快。其中，氣基豎爐采用無焦直接還原鐵，依據(jù)氫氣含量的不同，碳減排潛力可達50%～95%。諸如中國寶武、河鋼百萬噸級氫冶煉項目均已投入運行。不過，這項技術(shù)在全行業(yè)大規(guī)模推廣仍需時間，CCUS技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化仍存在困難。因此，發(fā)展電爐煉鋼是當前技術(shù)最成熟、應用最廣泛、降碳效果最顯著的措施。同時，大量使用廢鋼，還可以降低鐵礦石對外依存度，緩解戰(zhàn)略性資源“卡脖子”的問題。
成本等問題制約電爐鋼發(fā)展
國內(nèi)長流程煉鋼噸鋼碳排放量在2噸左右，而電爐煉鋼噸鋼碳排放量僅為0.8噸。近年來，我國出臺了多項政策引導電爐鋼發(fā)展。《工業(yè)領域碳達峰實施方案》提出，到2025年，短流程煉鋼占比達到15%以上，到2030年達到20%以上。但從實際效果來看，2022年，我國電爐鋼產(chǎn)量僅占粗鋼總量的9.7%，相比全球28%、美國68%、歐盟40%、日韓兩國約30%的比例仍有較大差距。我國電爐鋼仍處于發(fā)展初期，缺乏發(fā)展動力。
究其原因，首先是成本競爭力不足。參考當期物料價格，電價按0.55元/千瓦時測算，全廢鋼電爐與轉(zhuǎn)爐煉鋼（廢鋼比30%）相比，工序成本高約230元/噸。企業(yè)沒有效益也就沒有了發(fā)展電爐鋼的內(nèi)在動力。因此，現(xiàn)有電爐企業(yè)普遍熱裝鐵水（鐵水量30%～50%），縮短出鋼時間，降低電耗，以節(jié)約成本。這種高爐+電爐模式的碳排放量遠高于全廢鋼冶煉，與短流程煉鋼初衷相悖。
氫冶金也存在同樣的問題。根據(jù)中國電動汽車百人會氫能委員會所做的《碳中和目標下氫冶金減碳經(jīng)濟性研究》顯示，生產(chǎn)1噸鐵需焦炭340千克，而氫氣要89千克（以日本鋼鐵協(xié)會數(shù)據(jù)估算）。按焦炭成本2000元/噸、噸鋼碳排放量1.25噸、焦爐煤氣提純后的氫氣成本15元/千克計算，當噸鐵成本為1335元、相應的碳稅為524元/噸時，氫氣直接還原和傳統(tǒng)高爐煉鐵成本才能持平；當碳稅為200元/噸、氫氣成本低于10.45元/千克時（預計到2030年），氫冶金才具有成本優(yōu)勢。
其次是廢鋼供應量難以支撐電爐鋼發(fā)展。2022年，我國廢鋼資源產(chǎn)生量僅為2.6億噸。根據(jù)中國廢鋼鐵應用協(xié)會預測，2025年，我國廢鋼資源量將達到3億噸。按照當前10億噸粗鋼產(chǎn)量中電爐鋼占10%、轉(zhuǎn)爐廢鋼比30%測算，年消耗廢鋼約3億噸。因此，在成本沒有優(yōu)勢的情況下，僅靠廢鋼資源量難以支撐電爐鋼大幅增長。
最后是自有礦消納仍需高爐流程。在高礦價背景下，自有礦比例較高的企業(yè)出于維護產(chǎn)業(yè)鏈安全、消化自有資源及經(jīng)濟效益等角度的考慮，首選依然是高爐長流程工藝。
如果上述問題得不到解決，隨著鋼鐵行業(yè)降碳逐步進入深水區(qū)，各種矛盾將更加復雜，推進工藝升級的難度也將更大。
要盡快將鋼鐵行業(yè)納入全國碳市場
國家應研究出臺更加有針對性的措施來鼓勵、支持電爐煉鋼及氫冶金工藝發(fā)展，從思想上、根本上觸動鋼鐵企業(yè)進行工藝流程變革，實施“長改短”“氫代碳”。筆者認為，要加快引入碳交易，控制碳配額，通過碳價拉平傳統(tǒng)長流程冶煉和電爐鋼、氫冶煉的成本差距，算好經(jīng)濟賬，激發(fā)企業(yè)內(nèi)生動力，這或許是相對可行的路徑。
2021年7月16日，全國碳排放權(quán)交易市場正式啟動（僅納入發(fā)電行業(yè)2162家重點排放單位，覆蓋碳配額總量約45億噸）。截至2023年5月份，碳排放權(quán)交易市場碳排放配額累計成交量達到2.35億噸，累計成交額達到108億元。當前，我國碳交易市場仍存在活躍度不高、產(chǎn)品單一、交易價格偏低等問題，遠不及預期。據(jù)北京理工大學研究報告顯示，2022年，全國碳市場換手率為2%～3%，低于國內(nèi)7個區(qū)域試點碳市場平均水平（約5%），更遠低于歐盟500%的換手率，且價格徘徊在50元/噸～60元/噸，遠低于當期歐盟近90歐元/噸的水平。
我國碳交易市場減排的激勵約束作用不強，需要進一步完善。
一是要完善碳排放交易機制，盡快將鋼鐵行業(yè)納入全國碳交易市場。激勵、引導鋼鐵企業(yè)加大減排降碳力度，推動低碳經(jīng)濟發(fā)展。
二是要設定合理的碳排放配額?？茖W評估行業(yè)特點和發(fā)展需求，制訂符合實際的碳排放配額指標，營造“高排放高成本”的壓力，倒逼企業(yè)不斷提升能效、加大低碳技術(shù)研發(fā)和應用力度。
三是要逐步減少免費配額，讓配額成為稀缺資源，促進碳指標價值回歸。綜合考慮未來“綠氫”成本的降低，預計碳價提高到300元/噸以上時，電爐和氫冶金工藝可彌補與傳統(tǒng)長流程冶煉的成本差距。那時，企業(yè)從經(jīng)濟利益出發(fā)，將主動尋求向低碳工藝轉(zhuǎn)型，自有礦比例高的企業(yè)可以選擇氫基豎爐路線，實施“以氫代碳”冶煉，其他企業(yè)可以兩條路徑綜合考慮。
四是要提供多種形式、更大額度的低碳轉(zhuǎn)型資金支持。據(jù)了解，歐盟為其鋼鐵企業(yè)提供了不少于20億歐元的支持資金。國家有關(guān)部門應加大扶持力度，為低碳轉(zhuǎn)型重點項目提供中央預算內(nèi)投資、低息項目中長期貸款、中央財政貼息等資金支持，減輕企業(yè)壓力。
五是要加大對碳排放交易市場的監(jiān)管和執(zhí)法力度，確保市場公平、透明、有效運行。
從當前鋼鐵行業(yè)面臨的外部形勢來看，隨著歐盟碳關(guān)稅的落地實施，下游企業(yè)對鋼鐵產(chǎn)品碳足跡提出越來越嚴格的要求，我們要加快建設符合我國國情的碳排放交易機制，盡快將鋼鐵行業(yè)納入全國碳市場，科學制訂動態(tài)調(diào)整的碳配額分配方案，激發(fā)市場活力，提高碳價，減少低碳冶煉成本劣勢，激發(fā)企業(yè)內(nèi)生動力，加強減排降碳技術(shù)攻關(guān)和應用，加快低碳轉(zhuǎn)型步伐。從長期來看，隨著我國廢鋼產(chǎn)量不斷增長及可再生能源發(fā)電技術(shù)的成熟，廢鋼、“綠電”和“綠氫”的價格將逐漸降低，加之低碳冶煉所帶來的減排效益，電爐短流程和氫冶煉將具有更強的競爭力。
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