□ 鄭明月

2021年3月10日歐盟議會通過“碳邊界調(diào)節(jié)稅”議案，決定自2023年起，對不符合歐盟排放標準的產(chǎn)品在進入歐洲市場時額外收稅。美國白宮出臺文件，討論對進口貨物實施碳關(guān)稅的可行性。日本政府宣布已經(jīng)開始探索美歐日三方協(xié)調(diào)行動的可能性。通過此舉，歐盟、美國等經(jīng)濟體可能筑起新的貿(mào)易壁壘，形成碳中和的擠出效應(yīng)，使發(fā)展中國家在國際貿(mào)易中處于劣勢，錯過戰(zhàn)略機遇期。碳中和是我國發(fā)展的必然選擇，研究碳排放的重點領(lǐng)域——鋼鐵行業(yè)——碳中和路徑具有深遠意義。

一、鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

1.世界鋼鐵產(chǎn)量進入平臺期

整體看，2000—2019年全球粗鋼產(chǎn)量規(guī)模在波動中增長。2000年世界鋼鐵產(chǎn)量為8億噸；2019年為18.69億噸，增長1.33倍。2020年全球粗鋼產(chǎn)量為18.64億噸，同比下降0.9%。受世界經(jīng)濟復(fù)蘇緩慢的影響，近年來世界鋼鐵產(chǎn)量的增長速度明顯放慢。2013—2020年，世界鋼鐵產(chǎn)量的年均增長速度不足1.8%，遠低于2000—2018年整個期間的平均增長速度，產(chǎn)量趨于平穩(wěn)。據(jù)世界鋼鐵協(xié)會預(yù)計，未來中長期（至2040年）全球鋼鐵需求年均增長0.9%左右，產(chǎn)量進入平臺期。

2.鋼鐵工業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度提高

進入21世紀以來，為了提高市場競爭力，世界鋼鐵工業(yè)企業(yè)合并、收購事件不斷發(fā)生，產(chǎn)業(yè)集中度不斷提高。2000年，世界前五大鋼鐵企業(yè)（新日鐵、浦項、阿貝德、于齊諾爾和LNM集團）的鋼鐵產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的13.0%；2020年，世界前五大鋼鐵公司（中國寶武鋼鐵集團、安賽樂·米塔爾、河北鋼鐵集團、沙鋼集團、日本制鐵株式會社）合計產(chǎn)量超過3.2億噸，占世界總產(chǎn)量比例為17.2%，世界鋼鐵工業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度（CR5）上升了4.2百分點，市場向優(yōu)勢鋼鐵企業(yè)集中的趨勢明顯。

3.發(fā)展重心逐漸向新興經(jīng)濟體轉(zhuǎn)移

近年來，隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展、技術(shù)水平的不斷提高、基礎(chǔ)建設(shè)的不斷提升、世界市場體制的變革及各區(qū)域人口結(jié)構(gòu)的不斷變化，世界經(jīng)濟活動的重心發(fā)生轉(zhuǎn)移，世界鋼鐵生產(chǎn)的格局發(fā)生顯著改變，鋼鐵工業(yè)的地域分布自西向東擴散的趨勢日益明顯[1]。產(chǎn)業(yè)重心從發(fā)達國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，包括中國、印度等在內(nèi)的新興經(jīng)濟體在世界鋼鐵版圖中的分量日益提升。2000—2020年，亞洲總的粗鋼產(chǎn)量從3.32億噸增加至13.75億噸；目前，亞洲占世界鋼鐵產(chǎn)量的比重為73.76%，同比提高1.75%。與此相應(yīng)，主要發(fā)展中國家和新興經(jīng)濟體鋼鐵工業(yè)發(fā)展迅速，在世界鋼鐵工業(yè)中的地位明顯提高，其中最為突出的是中印兩國。2001—2020年，中國粗鋼產(chǎn)量從1.272億噸增加到10.53億噸，占世界鋼鐵產(chǎn)量的比重從15.0%提升至56.5%，提高了41.5個百分點；印度粗鋼產(chǎn)量從2730萬噸增加到9960萬噸，占世界鋼鐵總產(chǎn)量的比重從3.2%提高到5.3%，提高了2.1個百分點。

二、我國鋼鐵行業(yè)碳中和任務(wù)艱巨

1.我國工業(yè)碳排放比例明顯高于世界平均水平，鋼鐵行業(yè)碳中和壓力凸顯

全球碳排放主要來自電力/熱力生產(chǎn)業(yè)、交通運輸業(yè)、制造與建筑業(yè)，占比分別為42%、25%、18%。2020年，我國鋼鐵產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的57%，作為能源消耗高密集型行業(yè)，鋼鐵行業(yè)是制造業(yè)31個門類中碳排放量的大戶，占全國碳排放總量的15%左右。鋼鐵產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型對實現(xiàn)我國的碳達峰、碳中和目標至關(guān)重要。

2.碳中和戰(zhàn)略窗口期短，鋼鐵行業(yè)一系列政策陸續(xù)出臺

從實現(xiàn)碳達峰到完成碳中和，歐盟需要70年，美國需要45年，而我國只有30年的時間，戰(zhàn)略窗口期最短[2]?！朵撹F行業(yè)碳達峰及降碳行動方案（初稿）》提出，2025年之前鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳排放達峰；到2030年，鋼鐵行業(yè)碳排放量較峰值降低30%。2020年1月，工信部發(fā)布《關(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）》，將中國鋼鐵工業(yè)碳達峰的時間點比國家目標向前推進了5年。行業(yè)龍頭中國寶武集團則將碳達峰目標提前至2023年。河鋼集團決定2022年實現(xiàn)碳達峰，2050年實現(xiàn)碳中和。

3.城鎮(zhèn)化率臨近高位，鋼鐵需求將出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性調(diào)整

發(fā)達國家經(jīng)驗表明，城市化率超過70%以后，房地產(chǎn)、基礎(chǔ)建設(shè)用鋼將快速下降，鋼材需求由重長材轉(zhuǎn)為重特種鋼材（機械裝備和精密設(shè)備用）。截至2021年上半年，我國人口城鎮(zhèn)化率超過63.9%，預(yù)計到2035年人口城市化率將超過70%。伴隨城鎮(zhèn)化逐步飽和，我國的鋼鐵需求也將出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性調(diào)整，對企業(yè)智慧低碳化轉(zhuǎn)型、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級、管理模式創(chuàng)新提出了更高要求。

三、鋼鐵碳中和的五大實施路徑

1.綠色布局

一是提高行業(yè)集中度。推行“寶武模式”將打造數(shù)家億噸和5000萬噸鋼鐵集團，提升鋼鐵企業(yè)集中度，有利于增加鐵礦石集中采購話語權(quán)、各鋼材品種的定價權(quán)，提升國際市場的競爭力，提升鋼鐵行業(yè)盈利水平。

二是嚴禁新增產(chǎn)能產(chǎn)量。嚴格執(zhí)行《鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能置換實施辦法》，控制粗鋼產(chǎn)能不增加，充分認識工信部提出的“粗鋼產(chǎn)量同比下降”的重要意義，鼓勵鋼鐵企業(yè)實施市場自律，主動壓減產(chǎn)量，促進市場供需平衡。

三是推行綠色物流。運輸帶來的實際污染物排放占鋼鐵行業(yè)污染物總量的30%以上。升級非道路移動機械（車間內(nèi)運輸機械），提高機械排放標準（或直接進行電氣化或新能源改造），減少廠內(nèi)物料倒運距離。嚴格管理進出廠區(qū)運輸車輛，盡快實現(xiàn)產(chǎn)區(qū)運輸車輛電動化、近距離廠外運輸電動化和遠距離運輸車輛非油化（電動汽車或氫燃料電池汽車）。重點推進公轉(zhuǎn)鐵、公轉(zhuǎn)水、管道和管狀帶式輸送機等清潔方式運輸，減少公路運輸。

2.綠色能源

一是推廣使用綠色能源。利用太陽能、風(fēng)能、氫能、地?zé)崮?、潮汐能和生物能等清潔能源，推廣應(yīng)用非化石能源替代技術(shù)、生物質(zhì)能技術(shù)、儲能技術(shù)等，進一步壓縮傳統(tǒng)能源電力使用比例。

二是提高余熱余能自發(fā)電率。在焦化廠推廣焦電一體化技術(shù)，在煉鐵車間推廣余熱發(fā)電技術(shù)，提高綠色能源占比。

三是應(yīng)用數(shù)字化、智能化技術(shù)。在能源產(chǎn)生（發(fā)電）、輸送、利用等環(huán)節(jié)實現(xiàn)數(shù)字化智能化控制，減少能源損耗，提高利用效率。

3.綠色流程

一是原燃料結(jié)構(gòu)優(yōu)化。原料包括燒結(jié)礦、球團礦、生礦，以及在特殊情況下用到的輔助熔劑（錳礦、螢石等），燃料包括焦炭、煤粉等噴吹物（歐美國家也使用重油、城市垃圾、塑料及天然氣進行噴吹）。燃料的堿金屬含量要控制在合理范圍，原料的化學(xué)成分、機械強度和冶金性能要合理優(yōu)化，保證高爐冶煉流程順利、低碳運行。

二是廢鋼資源回收利用。目前，我國鋼鐵企業(yè)以高爐-轉(zhuǎn)爐長流程生產(chǎn)工藝為主（見圖1），2020年，電爐鋼產(chǎn)量僅占比10.4%（世界平均水平為30%左右，美國為70%）。擴大再生資源在工業(yè)原料中的占比（2020年，我國鋼鐵積蓄量達114億噸，廢鋼產(chǎn)生量為2.6億噸，預(yù)計2030年我國廢鋼資源產(chǎn)生量將達4億噸以上），有效減少初次生產(chǎn)過程中的碳排放（生產(chǎn)1 t再生鋼，碳排放可降低82%以上），適當(dāng)布局城市周邊鋼廠，利用城市礦山，打造循環(huán)鋼鐵生態(tài)。到2025年、2030年和2060年努力實現(xiàn)再生鋼鐵資源冶煉占比分別達到35%、55%和75%左右的水平，逐漸實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)閉環(huán)。

圖1 鋼鐵企業(yè)長流程、短流程生產(chǎn)工藝對比

4.綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)生態(tài)

一是包括區(qū)域能源整合。進行鋼廠—電廠—城市區(qū)域能源整合工程，共享電能和熱能，實現(xiàn)區(qū)域低碳排放。實現(xiàn)廠級、分廠級、車間級的三級能源消耗在線、實時監(jiān)測和控制，實現(xiàn)工藝流程能源精細管理、低碳排放。

二是固廢資源化利用。我國鋼鐵工業(yè)每年固體廢物產(chǎn)生量達5億噸（噸鋼固廢產(chǎn)生量約600 kg）。應(yīng)該加大對鋼鐵企業(yè)固廢產(chǎn)生量的精確計量（行業(yè)協(xié)會重點統(tǒng)計鋼鐵固廢企業(yè)只占1/5），加強固廢利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計和精細化管理，完善固廢統(tǒng)計標準和技術(shù)評價體系，建立固廢回收利用數(shù)據(jù)庫和風(fēng)險防控體系。加大資源綜合利用技術(shù)、裝備和產(chǎn)品標準的制修訂工作，促進固廢利用新技術(shù)的推廣應(yīng)用和技術(shù)進步。

三是推動鋼化聯(lián)產(chǎn)。在條件適合的地區(qū)推廣鋼鐵-化工聯(lián)合生產(chǎn)模式[3]，實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、低碳綠色發(fā)展。從高爐、轉(zhuǎn)爐、焦?fàn)t尾氣中提取分離一氧化碳氣體，作為原料生產(chǎn)甲醇、甲酸、乙二醇等化工產(chǎn)品等[4]。

5.綠色低碳技術(shù)

一是推廣氫冶煉技術(shù)。將氫氣代替煤炭（粉）作為高爐的還原劑（噸鋼消耗還原劑焦炭300 kg、煤粉200 kg），副產(chǎn)物只有水，避免冶煉過程二氧化碳排放（該技術(shù)減少鋼鐵生產(chǎn)過程中約20%的二氧化碳排放）。氫冶煉技術(shù)能耗低、污染小、成本低，冶煉過程中產(chǎn)生的大量高溫可燃氣體可二次利用，能夠自發(fā)電。

二是逐步推廣氧氣高爐技術(shù)。氧氣高爐工藝是使用純氧氣代替熱鼓風(fēng)，與傳統(tǒng)高爐相比，碳排放減少40%以上，產(chǎn)能提升40%，并能解決爐溫不均衡等技術(shù)難題。目前，氧氣高爐技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用處于探索階段，需要逐步推廣。

三是大膽嘗試碳捕捉技術(shù)。嘗試MOF新材料在碳捕捉領(lǐng)域的應(yīng)用，盡快突破低成本碳捕捉技術(shù)，實現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)碳中和。

四、結(jié)束語

面對碳排放比重大、碳中和窗口期短和戰(zhàn)略性結(jié)構(gòu)調(diào)整等不利因素的挑戰(zhàn)，鋼鐵產(chǎn)業(yè)在實現(xiàn)碳中和過程中要將綠色布局、綠色能源、綠色流程、綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)生態(tài)、綠色低碳技術(shù)5種路徑相結(jié)合，并從中探尋新的發(fā)展機遇。