我國鋼鐵工業碳達峰及低碳轉型的路徑探析

廣州賽寶認證中心服務有限公司 何青

在新時代背景下，我國宣布將不斷提高國家自主貢獻力度，在2030年前二氧化碳排放將達峰，并在2060年實現碳中和。此舉進一步彰顯了中國對全球氣候變化以及綠色低碳發展的堅定信心和決心，為此需要不斷促進傳統資源和能源密集型行業的轉型。鋼鐵工業屬于低碳發展的關鍵領域之一，本文針對我國鋼鐵工業碳達峰及低碳轉型路徑進行探析，具有重要的意義和價值。

一、我國鋼鐵工業碳排放現狀

鋼鐵工業作為我國經濟發展和社會發展的重要基礎性領域之一，其發展模式中有相對典型的特點。首先在生產模式方面，主要以高爐——轉爐的流程為主，此類生產流程中所生產的粗鋼產量已經占據全國鋼鐵工業中粗鋼產量的9成以上（圖1）。其次，在能源結構方面，我國鋼鐵工業發展始終以煤炭為主要能源，對于煤炭能源的消耗也占據全國煤炭能源消耗的16%左右，也正因如此，我國鋼鐵工業已經成為碳排放的主要來源之一。在鋼鐵工業的生產和加工過程中，以鐵礦石為主要原材料進行生產轉爐鋼，每噸需要排放二氧化碳兩噸左右，特別是在鐵前工序方面二氧化碳排放量更高。另一方面，以廢鋼為主要原材料的電爐鋼，在生產過程中每噸需要排放二氧化碳0.5噸左右，因此在我國鋼鐵工業的發展中，往往通過增加廢鋼回收，有效降低鐵鋼占比，以進一步減少鋼鐵工業生產過程中二氧化碳的排放。

圖1 1990—2020年中國鋼產量

現如今，全球范圍內氣候變化問題尤為嚴重，為了進一步達到鋼鐵工業碳達峰和碳中和的總體目標，真正實現可持續發展，鋼鐵工業需要始終踐行低碳綠色環保的可持續發展路徑。基于此，我國鋼鐵工業在實現低碳化轉型和生產時，可以從兩個主要方向入手，改變現有鋼鐵工業生產方式，大力推廣以氫冶金的新型低碳生產方法和工藝。其次，要著力轉變鋼鐵工業生產原料的結構，進一步提高廢鋼比，同時要縮短鋼鐵工業的生產流程，減少生產流程中二氧化碳的排放，進一步發揮低碳綠色的優勢。但不容忽視的是，我國鋼鐵工業在短期內無法全面推廣以氫冶金的生產方式和工藝流程，因此可以從原料結構方面入手，進一步實現鋼鐵工業碳排放的降低和低碳綠色發展。

二、我國鋼鐵工業碳達峰的主要趨勢

在我國整體工業發展中，鋼鐵工業的碳排放量最多，節能減排問題同樣也是社會關注和學者研究的焦點之一。為了真正實現鋼鐵工業2030年的碳達峰目標，著重探討我國鋼鐵工業碳達峰的主要發展趨勢，助力鋼鐵工業的高質量發展，同時進一步強化降低碳排放的發展共識。以鋼產量為依據，現如今很多學者仍舊認為在2030年前我國的鋼鐵產量將達到峰值，但是在鋼產量達峰的科學性方面仍然存在一定爭議。鋼產量也是影響碳達峰的主要因素之一，因此在不同鋼產量的值數影響之下，碳達峰因素也會受到影響，大體會呈現出先增后減的發展趨勢，但也都會在2020年左右達到峰值。

有些學者結合不同的鋼鐵工業發展場景，對二氧化碳排放影響因素進行全面分析，此舉措同樣也對鋼鐵工業節能減排有重要的意義和價值。基于2030年我國鋼產量達峰的主要情景，可以進一步證明鋼產量是影響碳排放的重要影響因素之一，但是其整體的影響能力會逐漸減弱，直至2025年前后，鋼產量對于二氧化碳排放的影響能力和影響效果會全面降低，并逐漸變得相對微弱，而此時鋼鐵工業的生產結構則一躍成為二氧化碳節能減排的重要影響因素。

除此之外，影響我國鋼鐵工業發展碳排放達峰的主要因素也有以下幾個方面：一是粗鋼產量。粗鋼產量是影響碳達峰的主要因素之一，但是也會對鋼鐵工業碳達峰發展趨勢起到決定性的作用，由于在2030年前后我國的鋼產量會達到峰值，但是粗鋼產量和鋼產量的變化情況仍然會受到市場因素和市場需求的影響，并隨之發生巨大的變化。二是生產結構因素。我國鋼鐵工業發展碳減排的實現，生產結構尤為重要，從長遠的發展視角看，為了有效控制鋼鐵工業的生產效能，需要對現有鋼鐵工業發展進程中的生產結構進行全面調整，以進一步減輕生產環節和生產結構中的二氧化碳排放，全面減少鋼鐵工業的碳排放負擔。三是，積極應用節能減排技術。現如今我國在各行業、各領域著力推進節能減排技術，各類低碳技術的普及對于鋼鐵工業的碳達峰和碳中和仍舊有較強的積極影響，鋼鐵工業不僅需要強化現代化技術和商業化技術的普及，同樣也要積極推進氫冶金等先進低碳生產技術和生產工藝的推廣，有效減少二氧化碳的排放，進一步實現我國鋼鐵工業碳達峰的目標。四是碳稅。為了進一步實現碳達峰和碳中和的目標，進一步建立碳稅價格機制，有利于實現碳交易市場的良好發展，可以積極吸收和借鑒發達國家的經驗，為我國碳達峰和碳中和目標的實現增添力量。

三、我國鋼鐵工業碳達峰及低碳轉型的路徑

鋼鐵工業是支持我國國民經濟迅速發展的重要產業之一，鋼鐵工業作為高排放性行業之一，需要進一步加快低碳轉型和產業升級，統籌謀劃碳達峰與碳中和的目標任務，科學制定低碳轉型的實際方案，以有效應對全球氣候變暖的危機形勢。

（一）積極調整現有鋼鐵工業生產結構

為了持續推進我國鋼鐵工業的供給側結構改革，需要全面調整現有鋼鐵工業結構。《關于推動鋼鐵工業高質量發展的指導意見（征求意見稿）》中進一步指出了我國鋼鐵工業發展中產業布局的優化調整以及兼并重組的重要作用，需要有序引導煉鋼工序的短流程發展，深入實現綠色低碳環保的目標。其中以電爐鋼產量為例，電爐鋼產量占據粗鋼總產量的比例達到15%以上，并進一步探索達到20%的占比形式。預計在2025年我國鋼鐵工業可以率先實現碳排放達峰，而不同程度的鋼鐵工業生產流程，在二氧化碳排放量方面差距明顯，例如前文強調了電爐鋼與轉爐鋼在二氧化碳排放量方面差異較大，因此可以進一步提升廢鋼的回收和利用效率，積極提高電爐鋼的使用比例，有效實現碳減排和低碳轉型的目標。

（二）創新探索新型低碳冶金技術

現如今國外很多鋼鐵企業和鋼鐵工業發展進程中，已經針對低碳技術和相關項目進行了深入研究，并取得了突破性進展，例如歐盟超低二氧化碳排放項目（ULCOS）等，而我國同樣也在積極探索氫冶金技術。2019年1月，我國簽訂了氫能煉鋼合作框架協議，并將核能制氫技術逐漸提升到重要的地位，河鋼集團也因此組建了氫能技術產業創新中心，并與發達國家進行合作，深入探索氫冶金技術的優化和升級。氫冶金技術在實現鋼鐵工業低碳轉型方面尤為重要，能夠與碳捕集與封存（CCS）進行有效結合，進一步增加二氧化碳節能減排的綜合性占比。除此之外，碳捕集與封存技術同樣也是二氧化碳減排的重要潛力技術之一，該技術項目應用范圍廣泛，能夠在鋼鐵工業發展進程中實現過渡銜接，逐漸發展為無碳排放的清潔煉鋼生產模式。

（三）全面轉變鋼鐵工業能源結構模式

現有鋼鐵工業的生產以及能源利用水平對二氧化碳的排放產生了直接的影響作用，因此提高碳排放能源結構模式是未來鋼鐵工業節能減排的重點之一，鋼鐵工業耗能較高、生產流程較長，在我國鋼鐵產量持續增加、對鋼鐵的需求不斷增多的情況下，碳排放量同樣也會繼續增加。為了有效實現碳達峰和碳中和的目標，緩解鋼鐵企業二氧化碳排放壓力，可以結合我國現有的資源條件對鋼鐵企業的能源效率進行全面提升，可以有效轉化現有鋼鐵工業的原料生產結構，可以增加廢鋼的用量，為碳達峰和碳中和的目標實現提供強有力的保障。此外，可以從根本出發有效解決能源消耗結構，特別是對于煤炭資源的消耗，可以有效增加可再生能源技術的利用效率，積極推動新能源結構和低碳化發展，助推鋼鐵工業的綠色化轉型。

四、總結

總而言之，在新時代發展進程中，我國鋼鐵工業的發展也迎來了低碳轉型的新發展空間，本文結合我國鋼鐵工業碳達峰及低碳轉型的路徑進行深入探究，首先分析了我國鋼鐵工業碳排放現狀，其次論述了我國鋼鐵工業碳達峰的主要趨勢，最后從積極調整現有鋼鐵工業生產結構、創新探索新型低碳冶金技術、全面轉變鋼鐵工業能源結構模式三大方面，提出了我國鋼鐵工業碳達峰及低碳轉型的發展路徑，希望能夠有效推動我國鋼鐵工業的低碳化發展。