“双碳”目标下我国钢铁行业低碳转型路径研究

“双碳”目标下我国钢铁行业低碳转型路径研究

赵柏文

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摘要：钢铁行业是工业能耗和碳排放的重点领域,钢铁行业的低碳转型是我国如期实现“双碳”目标的关键。目前,我国钢铁行业能耗和碳排放水平较高,核心问题在于工艺和能源结构不优。推动钢铁行业低碳转型应以结构性脱碳为核心,统筹推进技术创新、制度创新、数字化赋能、绿色低碳产业集群打造,多措并举、协同发力。加快推进我国钢铁行业绿色低碳转型的主要路径为优化调整钢铁行业结构、实施行业用能低碳化替代、推进重点工艺技术装备升级、创新行业减碳政策机制、提高行业数字化管理水平和打造绿色低碳产业集群等。

关键词：“双碳”；钢铁行业；低碳转型；路径

引言

为了实现钢铁行业的低碳发展，世界各国学者围绕碳减排领域展开了如火如荼的研究。通过分析目前钢铁行业面临的国内外宏观环境，识别钢铁行业碳排放主要来源及典型钢铁冶炼工艺重点排放环节，对企业加强碳排放管理提出建议，并结合国内外钢铁行业现状，给出节能降碳技术建议。

1钢铁行业碳排放管理的宏观环境

推进碳达峰碳中和是我国对国际社会的庄严承诺，也是推动制造业高质量发展的内在要求，目前我国“1+N”的“双碳”政策体系已基本建立，各行业“双碳”工作已进入实质推进阶段。钢铁行业因其碳排放总量高、碳排放强度大等特点，必将在“双碳”推进工作中承担更多的责任。国家印发的《钢铁行业节能降碳专项行动计划》对推动行业能源结构优化、能源利用效率提升、二氧化碳排放水平降低等均提出了具体要求。

目前，我国全国碳市场运行框架已经基本确立，碳市场在市场化机制减排方面即将发挥更大的作用。随着全国碳市场的不断完善，钢铁行业纳入全国碳市场即将进入倒计时，因此为降低碳履约成本，钢铁企业需不断加强碳排放管理，降低碳排放量。为应对气候变化，国际知名钢铁企业相继出台了碳减排或碳中和目标并不断推进实施；欧盟碳边境调节机制CBAM也将钢铁等高碳行业纳入，后续可能会因高碳排放被征收碳关税。不断加强的行业竞争及潜在出口成本，将给我国钢铁企业碳排放管理带来一定压力。目前,我国钢铁行业主要工艺仍以长流程钢铁为主，存在产能结构问题突出、碳排放总量巨大等问题，在行业自身高质量发展及国内外应对气候变化多重压力下，我国钢铁行业碳排放面临着严峻的考验。

2钢铁行业碳减排面临的挑战

2.1钢铁产业结构特征是以长流程钢为主

钢铁生产是一项系统工程，目前世界上主要有两条工艺路线，即长流程和短流程。短流程炼钢以电力为主要能源，吨钢碳排放约为0.6吨二氧化碳，长流程钢的吨钢碳排放是短流程钢的３倍多。目前中国钢铁行业以长流程为主，产量占到90%左右，而美国长流程钢产量占比仅在30%左右，远低于中国水平。长流程炼钢的能源消耗以煤炭为主，吨钢碳排放约为2.0吨二氧化碳。

2.2生产工艺落后导致能源“碳锁定效应”

钢铁行业的碳排放量与生产工艺流程的关系密不可分。（1）长流程工艺单位碳排放量远高于短流程工艺。（2）目前废钢应用不广泛，一是我国目前加入废钢比仅为20%，二是以废钢为原材料的短流程炼钢占比仅为10.4% 。（3）我国钢铁行业集中度低，近几年，在国家政策的鼓励支持下，我国前10家钢铁企业粗钢产量占全国比重由2016年的35.9%提升到2021年的41.5% ，但与某些国家相比，仍处于较低水平，推动钢铁产业高质量发展任重而道远。

2.3钢铁行业低碳标准体系不健全，核心技术支撑力不足

我国钢铁行业低碳标准体系尚未建立，碳减排标准缺失，缺乏指导规范和制度支撑、现有规范执行不到位、不成熟的治理技术都制约着钢铁行业脱碳行动的发展。此外，钢铁行业突破性低碳技术储备以及创新动力不足，我国低碳技术研发起步晚，关键技术研究尚处于设计研发探索阶段，且受成本较高、技术制约等因素的影响，推动钢铁行业低碳技术研究阻力较大。

3“双碳”目标下我国钢铁行业低碳转型路径研究

3.1强化技术创新和制度创新两大支撑

新发展阶段,推动钢铁行业低碳转型,创新是第一动力。在我国钢铁行业低碳转型过程中,推进工艺技术装备升级、新产品开发、可再生能源推广应用、化石能源清洁化利用,都离不开先进技术的支撑。同时,要破解低碳转型发展中的诸多障碍,构建适应低碳转型需求的发展环境,也需要做好制度安排。从我国钢铁行业低碳转型的实践看,目前初步形成了集行政、市场等手段于一体的低碳发展制度体系,但是仍存在着部分领域制度缺失、市场化制度建设滞后、部分制度相互制约等突出问题。因此推进钢铁行业低碳转型,必须把技术和制度创新作为关键支撑。

3.2持续推进钢铁减碳政策多维度管理机制

一是分类别制定钢铁低碳转型升级路线。明确重点任务、评价体系、时间节点、时间步长、配套政策等。二是各地区因地制宜健全完善低碳政策。充分考虑地区钢铁产能规模、地区碳汇容量等因素，推动开展地方各级政府、相关企业定期协商，实施政策小幅动态管理模式。三是积极推进全国低碳评价认证体系建设、推广钢铁产品全生命周期碳足迹评估分析。为符合低碳标准的钢铁产品/钢铁流程提供市场准入和竞争优势，淘汰落后产能，以市场倒逼企业低碳发展。

3.3龙头引领示范带动

我国钢铁行业经过多轮整合重组,产业集中度明显提升,形成了一批在全球钢铁行业具有重要影响力的大企业大集团,龙头企业在行业发展中的地位作用十分突出。可以说,扭住龙头企业节能降碳改造就抓住了钢铁行业低碳转型的“牛鼻子”。因此,我国推进钢铁行业低碳转型必须以龙头企业为重点,打造低碳发展行业标杆,进而形成“雁阵效应”,引领带动关联企业加快低碳转型。支持龙头企业加快低碳技术的研发和应用,提升装备工艺水平,开展新型能源对传统能源的替代,推进数字化智能化改造,探索低碳生产方式和管理模式。

3.4提高行业数字化管理水平

3.4.1推动重点企业数字化改造

从产品研发、生产过程、运营管理等多环节、多场景入手,开发应用数字技术,全方位赋能钢铁行业转型升级。推动产品研发数字化,建立钢铁新材料开发全链条数据库,构建以大数据和材料信息学为基础的钢材研发体系。实施生产体系数字化改造,支持企业建立全流程数字化MES生产制造执行系统。完善ERP企业资源管理系统,形成多维度、多环境数据源实时同步的数字孪生体。

3.4.2打造行业数字化发展平台

推动钢铁产业链供应链协同,畅通上下游互通互联的数据通道,建设和完善钢铁行业工业互联网平台。汇聚钢铁生产企业、加工运输与仓储服务商、金融服务机构等行业主体,联合搭建企业级、行业级、区域性钢铁工业互联网平台,打造智能钢铁生态圈。扩大欧冶链金全国再生资源交易服务平台、河钢废钢交易综合服务平台的规模和影响力,助力短流程炼钢行业扩规升能、规范有序发展。

结束语

钢铁行业低碳发展及开展碳排放管理是实现“双碳”目标的重要保障之一。通过政策引境教育的加强，因此绿色学校建设不仅是对当前环境挑战的积极响应，还是对未来可持续发展的有力承诺。

参考文献

[1]课题组,宋保庆.“双碳”背景下转型金融政策助力钢铁行业低碳转型研究[J].华北金融,2023,(11):24-33.

[2]中国钢铁工业协会电炉短流程炼钢发展研究课题组.我国电炉短流程炼钢发展研究[J].冶金管理,2023(20):4-20.

[3]费鹏.加快完善碳交易体系促进低碳冶金工艺发展[N].中国冶金报,2023-07-20.

[4]张强,李巍.坚守环保达标“生命线”画好绿色低碳“同心圆”——河钢集团张宣科技勇做钢铁行业绿色低碳转型发展的引领者[J].中国环境监察,2023,(05):85-87.