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碳达峰 碳中和——开启钢铁低碳新征程
信息来源:世界金属导报2021-03-09F01      时间:2021-03-09 00:00:00

一、低碳发展背景

2020年9月22日,联合国第75届一般性辩论大会上,习近平总书记庄严承诺:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,争取在2060年前实现碳中和”。12月12日,习近平总书记在气候雄心峰会上进一步宣布:到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。在全球低碳发展的背景下,习近平总书记的承诺为全球应对气候变化及钢铁工业绿色低碳发展明确了方向,钢铁工业“碳达峰、碳中和”将开启低碳发展新征程。

钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业,是建设现代化强国的重要支撑,也是实现绿色低碳发展的重要领域。中国钢铁工业主要以高炉-转炉长流程生产为主,能源消耗主要为煤炭等化石能源,碳排放绝大部分来自生产过程中的直接排放,无论是应对全球气候变化,还是为中国制造高质量发展提供支撑,钢铁工业都需要加快低碳转型,特别是在碳达峰和碳中和的目标约束下,要尽早达到碳排放峰值,并为最终实现碳中和而持续推动深度降碳。

2021年2月10日,中国钢铁工业协会发布了《钢铁担当,开启低碳新征程——推进钢铁行业低碳行动倡议书》,钢铁工业低碳行动的大幕已经拉开。推进钢铁工业碳达峰进而实现碳中和工作是关系到行业长期健康发展的系统工程,需要全行业及全社会的共同努力,这将是一场伟大的革命,任务艰巨但意义重大。

二、机遇与挑战并存

中国钢铁工业是基础原材料产业,产量基数大,能源消费密集,是我国制造业中的碳排放大户,走低碳发展之路,不仅关系到中国钢铁工业的生存发展,更是中国践行承诺要承担的责任。随着欧盟提出征收“碳边境调节税”,以及国内正式启动碳排放权交易市场,中国钢铁工业必须做好充分准备,在迎接挑战的同时,抓住绿色低碳发展的契机,加速推进高质量发展,为全面建成钢铁强国和全面引领世界钢铁打下坚实基础。

2020年,全球粗钢产量达到18.64亿吨,同比下降0.9%,中国粗钢产量达到10.65亿吨,同比增长7.0%,占全球粗钢产量的比重达到57.1%,再创新高。中国钢铁工业认真贯彻落实党中央“控疫情、稳运行”双线作战要求,总体保持良好运行态势,在国民经济和工业平稳发展中发挥了“压舱石”和“稳定器”的作用,为全国复工复产、经济实现正增长和社会稳定作出了重要贡献。2020年,虽然中国粗钢产量继续增长,但企业节能环保水平持续提升,在实施超低排放改造的进程中,重点统计钢铁企业吨钢综合能耗为545.27kgce/t,同比下降1.18%。碳排放与能源消耗密切相关,吨钢能耗的下降表明中国钢铁企业吨钢碳排放也在同比下降,但粗钢产量的快速增长,导致碳排放总量仍然在持续升高。全球钢铁工业碳排放量占全球能源系统排放量的8%左右,中国钢铁工业碳排放量占全国碳排放总量的15%左右,成为落实碳减排的重要责任主体,未来将面临低碳转型的巨大压力,实现碳中和目标更是前所未有的挑战。

“十四五”期间,钢铁工业将面临从碳排放强度的“相对约束”到碳排放总量的“绝对约束”,同时还可能面临更多来自“碳经济”的国际挑战,加快低碳转型势在必行。在碳达峰、碳中和目标约束下,钢铁企业一方面要加速改善生产流程、更新生产设备和使用低碳能源,实现钢铁产业和能源结构低碳转型;另一方面要主动创新,摒弃高碳排放产品和业务,研发深度脱碳、零碳技术。在低碳转型的大潮中,高能耗、低效益的中小企业将被淘汰,实力雄厚的大型企业通过低碳创新,市场竞争力将进一步增强。另外,随着全国碳交易市场的正式启动和平稳运行,钢铁工业及其他高碳排放工业必将纳入全国碳交易市场,届时中国将成为全球最大的碳交易市场。对于钢铁工业来说,碳资产规模庞大,如何采用市场化手段,充分开发碳资产价值,形成新的效益增长点,对实现低碳高质量发展具有重要意义。

三、低碳政策措施展望

2020年底召开的中央经济工作会议已将“做好碳达峰、碳中和工作”列为2021年八项重点任务之一。在碳达峰目标约束下,工信部在全国工业和信息化工作会议上明确表示:坚决压缩粗钢产量,确保粗钢产量同比下降。正确理解碳达峰和碳中和是制定低碳政策措施和实施低碳行动的必要前提。碳达峰并不单指碳排放量在某个时间点达到峰值,而是一个过程,即碳排放首先进入平台期并可能在一定范围内波动,然后进入平稳下降阶段;所谓碳中和,并不是完全不排碳,而是碳排放量与碳吸收或去除量互相抵消,达到平衡的状态。碳达峰是实现碳中和的基础和前提,达峰时间的早晚和峰值的高低直接影响碳中和实现的时长和难度。

因此,钢铁工业实现碳达峰、碳中和并非一蹴而就,更不

是一阵风,而是全行业的一场持久战,需要总体谋划,科学推进。“十四五”期间,钢铁工业要进一步推进绿色低碳生产,持续调整流程结构和能源结构,以产业结构调整促进能源消费结构不断优化;要深入推进节能减排工作,实施更加严格的能效和排放标准;要加大低碳研发投入;要不断优化产业布局、推进国际产能合作以及强化碳资产管理等。

四、钢铁工业低碳发展路径

从长远发展来看,中国钢铁要加快做好行业低碳转型发展的顶层设计,提前谋划与布局碳减排工作,完善碳排放管理支撑体系建设,从自身实际出发,加强科技创新,用碳排放管理的抓手有效推动化解过剩产能、电弧炉短流程炼钢、先进低碳技术研发等工作的开展,让低碳转型真正成为钢铁工业实现高质量发展、提高竞争力的重要引擎。

一是优化完善产业布局,创新驱动行业升级。推进钢铁行业兼并重组,提高产业集中度,解决行业同质化竞争严重、资源配置不合理、研发创新协同能力不强等问题;科学合理地化解过剩产能、压缩粗钢产量,构建更高水平的供需动态平衡,在满足国内外钢材消费需求的前提下降低增速;基于全生命周期理念开展生态产品设计,开发优质、高强、长寿命、可循环的绿色钢铁产品,推动钢铁全产业链、全供应链、全价值链跨入低碳发展新循环。

二是调整能源及流程结构,有效促进低碳转型。鼓励企业积极采用可再生能源,加大清洁能源使用比例,研发和推广非化石能源替代技术、生物质能技术、储能技术等,促进能源结构整体清洁低碳化;鼓励企业优化原燃料结构,开展高比例球团矿冶炼、降低高炉燃料比冶炼、喷吹富氢煤气冶炼、提高转炉废钢比等技术研究和应用;加强废钢资源回收利用,有序引导建设电弧炉短流程生产工艺;推广应用铁钢界面衔接、钢轧界面衔接等先进工艺技术,加大力度研究直接还原铁、氢冶金等工艺,实现能源结构和流程结构的低碳转型。

三是加强能效提升及能耗监控,科学助力减排降碳。强化节能低碳意识,积极推广和应用成熟技术、先进设备,鼓励高能效转化工艺和装备的开发及应用,推动工艺技术改造,提升能效利用水平;建立并优化能源管控体系,利用新技术手段加强能耗监管,提高智慧能源管理水平,实现对能源产生和消耗的精细化管理,及时排查生产过程碳排放总量和可控量,持续提升节能降碳空间;建立并完善碳排放和污染物排放协同治理体系,注重采用源头减排降碳和过程控制减碳的技术措施,利用二次能源和资源,实现减排降碳协同治理。

四是研发突破性低碳技术,引领新型低碳发展。注重科技创新,自主研发或借鉴国外先进的低碳技术,重点围绕“以氢代煤”关键冶炼技术的突破,温室气体的排放控制与处置利用技术,包括生物与工程固碳技术,煤炭、石油和天然气的清洁、高效开发和利用技术,CCUS技术等,建立相关标准体系,实现知识产权保护,鼓励有条件的企业开展低碳冶金工业化研究试验,加快推动先进低碳技术在钢铁工业的应用,形成示范项目工程,引领中国钢铁向新型低碳发展。

五是协同行业及区域合作,共同打造低碳经济圈。发挥钢铁生产的加工转化功能,延伸以钢铁生产为核心的上下游产业链,以“两业融合”为抓手发展循环经济园区,打造循环经济产业链,实现能源、资源的协同优化;根据钢铁工业的碳排放贡献,与各行业发展合作关系,在全社会共同参与的情况下,增加生态碳汇的开发,研究不同情景下减碳效益及实现可能性,为实现碳中和提供方向;加强碳交易领域国际合作,积极拓展国际合作渠道,构建国际合作平台,将中国碳交易市场与全球接轨,实现低成本、高效率减少温室气体排放的目标。

五、钢铁企业低碳发展建议

在国内外应对气候变化行动快速推进的大环境下,国内大型钢铁企业积极规划、主动承担,表现出很强的低碳转型决心。中国宝武集团率先提出2023年力争实现碳达峰,2050年力争实现碳中和的目标,正在推动成立全球绿色低碳冶金联盟并建立相应基金,加大投入研发低碳技术;河钢集团正在实施氢冶金示范项目。另外,全国碳市场在发电行业正式启动后,碳排放权交易作为控制温室气体排放的一种市场化手段,相对于行政手段具有全社会减排成本较低、能够为企业减排提供灵活选择等优势,待时机成熟后,钢铁行业必将纳入全国碳交易市场。因此,企业应尽快完善碳数据监控与披露,加强碳排控能力,提升碳资产管理水平,加速推进企业的低碳转型,在提升企业竞争力的同时为实现碳达峰和碳中和的目标做好准备。具体工作建议如下:

一是成立碳排放管理部门,摸清碳排放家底及碳减排潜力。成立碳排放管理相关部门,参与研究钢铁工业碳排放计算、碳基准值确定、碳配额分配等相关标准和规范指南的制定,准确摸清企业的碳排放总量和碳排放强度,分析企业碳减排的潜力,对未来碳约束及碳市场做到心中有数,从容应对,并制定实现碳达峰的不同路径和情景。

二是持续优化调整产品结构,提升产品质量,降低成本,增强碳减排市场竞争力。深入研究分析企业钢铁产品结构、成本构成、能耗及排放指标,充分考虑未来销售半径放大化的区域市场竞争格局,积极应对未来可能出现的低端产品生产转移,高端产品零碳流程要求等压力和挑战,持续优化产品结构,提升产品质量,降低成本和增强碳减排竞争力是未来较长一段时间的主要工作。同时,可以从产品设计角度研究绿色低碳产品,从全生命周期角度考虑产品的碳足迹,推动建立全供应链、全生命周期的碳中和管理。

三是提前布局工艺流程和能源结构调整。大力淘汰落后产能,创新探索多元化发展,推动先进制造业与现代服务业融合发展。为减少化石能源消耗,未来短流程炼钢、直接还原铁、氢冶金等工艺流程结构改革将大有可为;随着能源体系清洁低碳发展,可再生能源的应用比例将大幅增加,风电、光电、水电和安全核电等可再生能源将替代化石能源,应尽早布局。

四是跟踪关注前沿技术,加强科技创新研发。完善能源消费双控机制,严格控制能耗强度,推动能源高效利用,跟踪关注全球钢铁工业及相关产业链的降碳策略和技术进展,包括低碳工艺改革、能源结构改革、可再生能源利用、能效提升先进技术研发、CCS·U技术研发等,制定适合企业的低碳发展路线,研发、应用并推广先进技术,考虑经济成本,并采用全生命周期评价技术和方案的碳足迹分析。

五是研究碳资产管理,关注国内外碳市场运行。研究国内试点碳交易市场和全球碳交易体系及碳市场的经验和运行情况,为企业进入碳交易市场安全稳定运行提供支撑。碳交易市场的最终目的是实现碳减排,直至碳中和,但减碳过程中需要花费大量资金,因此可通过资本运作在碳交易市场中获得一定的资金支持,或者通过绿色采购、绿色供应链、绿色金融、资产托管、质押授信等方式创新发展,降低投入成本。

六、结语

气候变化是当今人类面临的重大全球性挑战,钢铁工业低碳发展是应对全球气候变化的客观需要,也是实现高质量发展的内在要求。低碳转型已经成为钢铁工业高质量发展的重要抓手,在政府统筹规划和政策引导下,将进一步完善低碳发展制度和体系,加快制定低碳发展标准体系,加大先进低碳技术的研发力度,建立碳排放及监管刚性约束制度,完善绿色金融市场体系,推动钢铁行业尽快纳入全国统一碳市场。钢铁企业应加强与业内权威咨询机构交流合作,及时掌握政策发展方向,制定务实的低碳发展战略规划,同时把握绿色低碳经济发展下的新机遇,通过低碳转型,为企业赢得更广阔的发展空间。

(冶金工业信息标准研究院党委书记、院长张龙强 冶金工业信息标准研究院低碳研究组 陈剑)

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