李新創(chuàng )
鋼鐵工業(yè)是世界各國關(guān)注的重點(diǎn)碳排放行業(yè),是在所有制造業(yè)領(lǐng)域中碳排放量最高的行業(yè),也是落實(shí)碳減排的重要領(lǐng)域。2019年,全球鋼鐵工業(yè)碳排放量約為26億噸,占全球能源系統排放量的7%左右,碳排放主要源于消耗化石燃料,占比超過(guò)85%。與此同時(shí),碳減排是鋼鐵工業(yè)應對氣候變化最重要的舉措,也是可持續發(fā)展面臨的最大挑戰。
我國作為世界鋼鐵生產(chǎn)和消費中心,粗鋼產(chǎn)量占全球的一半以上,加之我國鋼鐵以高爐—轉爐長(cháng)流程生產(chǎn)工藝為主,導致碳排放量占全球鋼鐵行業(yè)的60%以上,占全國碳排放總量的15%左右。鋼鐵工業(yè)作為我國碳排放量最高的行業(yè),無(wú)疑是實(shí)現碳減排目標需關(guān)注行業(yè)中的重中之重。從行業(yè)發(fā)展周期的大規律來(lái)看,我國鋼鐵行業(yè)已處在數量時(shí)期的減量階段、高質(zhì)量時(shí)期的重組階段和中間過(guò)渡的環(huán)保階段三期疊加時(shí)期,正向高質(zhì)量時(shí)期低碳階段演進(jìn),低碳發(fā)展成為進(jìn)入新發(fā)展階段的重要標志。未來(lái),低碳發(fā)展意義重大,是一場(chǎng)偉大的革命,將對鋼鐵行業(yè)產(chǎn)生深遠影響,甚至帶來(lái)廣泛而深刻的生產(chǎn)、消費、能源和投資革命,進(jìn)而重塑全行業(yè)乃至經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展格局。
低碳轉型是行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展必由之路
一是應對全球氣候變化的客觀(guān)需要。全球氣候安全問(wèn)題的嚴峻形勢已上升到事關(guān)人類(lèi)生存是不爭的事實(shí),國際社會(huì )近年來(lái)的應對行動(dòng)也在不斷提速。2015年《巴黎協(xié)定》達成,提出把全球平均氣溫較工業(yè)化前水平升高控制在2攝氏度以?xún)?,并努力控制?.5攝氏度以?xún)?。目前,全球已?00多個(gè)國家和地區提出了碳中和的長(cháng)期愿景,碳排放量和經(jīng)濟總量分別占全球的65%和70%以上。其中,歐盟、中國、南非、日本、韓國都宣布了碳中和承諾,美國也已重返《巴黎協(xié)定》。這些主要經(jīng)濟體的低碳共識將極大地加速全球實(shí)現綠色低碳轉型,促使經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展和國際貿易投資發(fā)生深刻變革。未來(lái),碳中和有可能成為技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的全球性標準,甚至是貿易和投資的準入門(mén)檻。因此,在應對全球氣候變化和經(jīng)濟發(fā)展方式轉變的背景下,鋼鐵行業(yè)必須未雨綢繆,積極謀劃低碳轉型。
二是實(shí)現全國低碳發(fā)展目標的迫切需要。2020年9月22日,習近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì )上鄭重承諾,中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實(shí)現碳中和。10月29日,黨的十九屆五中全會(huì )提出加快推動(dòng)綠色低碳發(fā)展,降低碳排放強度,支持有條件的地方率先達到碳排放峰值,制定2030年前碳排放達峰行動(dòng)方案。2020年中央經(jīng)濟工作會(huì )議將做好碳達峰、碳中和工作確定為2021年的八大重點(diǎn)任務(wù)之一。全國工業(yè)和信息化工作會(huì )議提出,圍繞碳達峰、碳中和目標節點(diǎn),實(shí)施工業(yè)低碳行動(dòng)和綠色制造工程。根據我國碳達峰、碳中和目標節點(diǎn),工信部將明確鋼鐵等重點(diǎn)行業(yè)碳達峰行動(dòng)方案和路線(xiàn)圖。在一系列政策驅動(dòng)下,鋼鐵行業(yè)實(shí)施低碳轉型迫在眉睫。
三是下游產(chǎn)品全生命周期評價(jià)的低碳要求。產(chǎn)品碳足跡是基于生命周期評價(jià)方法計算的全生命周期碳排放,是體現企業(yè)碳排放水平的重要指標。為助力碳減排,歐美、韓日等發(fā)達國家或地區相關(guān)行業(yè)已對上游供應商提出碳足跡認證要求。大眾、寶馬、豐田等眾多汽車(chē)企業(yè)注重整車(chē)全生命周期的碳排放,其中寶馬為表征碳排放水平,對進(jìn)口原料或零部件要求提供產(chǎn)品全生命周期評價(jià)報告。在標準約束方面,ISO(質(zhì)量體系認證)發(fā)布了新國際標準助力減少碳足跡,我國國內正在制定的《乘用車(chē)碳排放核算技術(shù)規范及限額標準》有望成為國家強制性標準。在碳達峰和降碳目標的約束下,下游產(chǎn)品全生命周期碳評價(jià)要求將倒逼鋼鐵行業(yè)加快低碳轉型。
四是鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的內在要求。低碳生態(tài)發(fā)展是鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要內涵之一,更是關(guān)鍵所在?!蛾P(guān)于推動(dòng)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見(jiàn)(征求意見(jiàn)稿)》提出,力爭到2025年,鋼鐵工業(yè)基本形成產(chǎn)業(yè)布局合理、技術(shù)裝備先進(jìn)、質(zhì)量品牌突出、智能化水平高、全球競爭力強、綠色低碳可持續的發(fā)展格局,并要力爭率先實(shí)現碳排放達峰。當前,我國鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展尚處于初級階段,鋼鐵行業(yè)要實(shí)現綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展,就必須準確把握高質(zhì)量發(fā)展的深刻內涵,主動(dòng)突破現有瓶頸,加快推動(dòng)低碳發(fā)展。
我國鋼鐵行業(yè)低碳轉型發(fā)展路徑
無(wú)論是應對全球氣候變化,還是鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,均要求我國鋼鐵行業(yè)加快低碳轉型,特別是在碳達峰、碳中和目標下,要努力率先達峰,并在完成碳達峰目標后繼續推動(dòng)深度降碳,最終實(shí)現碳中和。
一是構建更高水平的供需動(dòng)態(tài)平衡。利用環(huán)保、碳排放、能耗等約束手段,借助信息技術(shù)加強預警,防止粗鋼產(chǎn)量過(guò)快釋放;研究限制鋼坯或低端產(chǎn)品出口、鼓勵鋼材進(jìn)口等政策措施,緩解國內鋼材消費強勁帶來(lái)的粗鋼供應壓力;以創(chuàng )新驅動(dòng)持續提升有效供給水平,創(chuàng )造并引領(lǐng)新需求,與用鋼行業(yè)密切協(xié)同,大力發(fā)展具有輕量化、長(cháng)壽命、耐腐蝕、耐磨、耐候等特點(diǎn)的綠色低碳產(chǎn)品,引導建筑、機械、汽車(chē)、家電、造船等下游行業(yè)綠色低碳消費,鼓勵政府工程優(yōu)先選用綠色低碳鋼鐵產(chǎn)品,通過(guò)提高消費質(zhì)量和檔次,實(shí)現下游行業(yè)減量用鋼、促進(jìn)全社會(huì )低碳發(fā)展。
二是優(yōu)化用能及流程結構。優(yōu)化原燃料結構,鼓勵企業(yè)開(kāi)展高效球團礦生產(chǎn)工藝、熔劑性球團生產(chǎn)、高爐大比例球團礦冶煉、高爐高效使用塊礦等先進(jìn)工藝技術(shù)研究和應用工作,減少燒結礦用量;繼續加強高爐低焦比、高煤比冶煉技術(shù)研究應用,減少焦炭用量。有序引導電爐短流程發(fā)展,加強廢鋼資源回收利用,鼓勵高爐—轉爐長(cháng)流程企業(yè)轉型為電爐短流程企業(yè);推廣應用新型節能電爐冶煉、廢鋼預熱等先進(jìn)工藝技術(shù),進(jìn)一步降低原材料和能源消耗。發(fā)展新能源及可再生能源,鼓勵鋼鐵企業(yè)因地制宜,充分利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等能源,提高新能源和可再生能源的使用占比,實(shí)現多能互補,實(shí)現能源結構和流程結構的進(jìn)一步優(yōu)化。
三是強化節能及能效提升。加快提升鋼鐵企業(yè)余熱余能自發(fā)電率,積極推廣應用《國家重點(diǎn)節能低碳技術(shù)推廣目錄》中先進(jìn)適用、成熟可靠的技術(shù),促進(jìn)高能效轉化工藝、裝備、管理技術(shù)創(chuàng )新開(kāi)發(fā)及應用,實(shí)現降耗及提效;鼓勵鋼鐵企業(yè)及以鋼鐵為核心的工業(yè)園區建設智慧綠色微電網(wǎng)。推進(jìn)能源管控系統優(yōu)化,構建設備、工藝、系統“三位一體”能源管理模式,建立能源預測及調度優(yōu)化模型,實(shí)現對能源產(chǎn)生和消耗的預測、平衡和優(yōu)化調度,全面推進(jìn)能源配置智慧化,通過(guò)精益化管理為節能降碳賦能。建立并完善碳排放和傳統污染物減排的協(xié)同治理制度與體系,積極開(kāi)展碳排放和污染物排放協(xié)同治理相關(guān)研究,篩選編制《鋼鐵行業(yè)減污降碳協(xié)同技術(shù)推廣目錄》,引導企業(yè)優(yōu)先采用具有更好協(xié)同治理效果的技術(shù),實(shí)現減污降碳協(xié)同治理。
四是打造循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。發(fā)揮鋼鐵生產(chǎn)流程能源加工轉化功能,構建以鋼鐵生產(chǎn)為核心的能源產(chǎn)業(yè)鏈,與周邊工業(yè)企業(yè)、居民及商業(yè)用戶(hù)等實(shí)現煤氣、蒸汽、氧氣、氮氣、氬氣、水等互供,替代區域內能耗、污染物、碳排放較高的供應設施,實(shí)現區域能源、環(huán)境資源協(xié)同優(yōu)化。大力推廣以高爐渣、鋼渣為原料的礦渣微粉、鋼渣微粉生產(chǎn)應用;鼓勵鋼鐵企業(yè)與水泥企業(yè)協(xié)同合作,延伸產(chǎn)業(yè)鏈,打造綠色低碳水泥及制品。鼓勵開(kāi)展高活性礦渣微粉、鋼渣微粉技術(shù)研發(fā)與應用,提高水泥熟料替代率。推動(dòng)鋼化聯(lián)產(chǎn),依托鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)——焦爐煤氣、轉爐煤氣、高爐煤氣富含的大量H2和CO資源,生產(chǎn)高附加值化工產(chǎn)品;研究建立鋼化聯(lián)產(chǎn)“產(chǎn)學(xué)研用”創(chuàng )新平臺,統籌有序推進(jìn)鋼鐵與石化、化工行業(yè)協(xié)同發(fā)展,研發(fā)推廣鋼化聯(lián)產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)。
五是突破關(guān)鍵性低碳技術(shù)。重點(diǎn)圍繞以高爐富氫(或純氫)冶煉和氣基豎爐富氫(或純氫)冶煉為主的技術(shù)路線(xiàn),建立自主知識產(chǎn)權標準體系,形成成熟的低成本制氫和富氫(或純氫)冶煉商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化應用模式。鼓勵有條件的鋼鐵企業(yè)利用現有高爐開(kāi)展氧氣高爐低碳冶金工業(yè)化研究試驗;引導和鼓勵發(fā)展直接還原、熔融還原非高爐煉鐵技術(shù),發(fā)揮非高爐煉鐵與電爐短流程煉鋼的協(xié)同減碳效應。積極探索二氧化碳資源化利用的途徑、技術(shù)和方法,結合地質(zhì)利用或封存、化工利用、生物利用等,形成完整的二氧化碳捕集、利用一體化試點(diǎn)示范項目工程。采取強有力和針對性的政策、投資和國際合作,加快實(shí)現規?;瘧?。
鋼鐵行業(yè)低碳轉型發(fā)展措施與建議
碳達峰目標與碳中和愿景是黨中央、國務(wù)院統籌國際國內兩個(gè)大局做出的重大戰略決策,影響深遠,意義重大。鋼鐵行業(yè)應堅定將低碳轉型作為推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎,進(jìn)一步健全體制機制,加快推動(dòng)率先實(shí)現高質(zhì)量碳達峰,助力碳中和愿景實(shí)現。
一是加快推動(dòng)納入全國統一碳市場(chǎng)。依據“可計量、可考核、可追蹤、可評價(jià)”的原則,構建完善鋼鐵行業(yè)碳排放統計考核體系。推進(jìn)全國統一碳市場(chǎng)鋼鐵行業(yè)相關(guān)配套制度建設、基礎設施建設及能力建設,加快推動(dòng)鋼鐵行業(yè)納入全國統一碳市場(chǎng)。
二是健全綠色金融體系及激勵機制。加快完善鋼鐵行業(yè)綠色金融市場(chǎng)體系建設。鼓勵各級政府、金融機構、企業(yè)發(fā)起設立專(zhuān)門(mén)的碳基金,投資于鋼鐵碳交易市場(chǎng)或溫室氣體減排項目。通過(guò)財政、稅收、價(jià)格、金融等一系列調控政策,有效引導鋼鐵企業(yè)低碳轉型。建立針對低碳技術(shù)試點(diǎn)示范,低碳園區、低碳企業(yè)建設的激勵機制。
三是建立碳監管剛性約束制度。實(shí)施鋼鐵行業(yè)碳排放總量控制,并與碳交易機制及排污許可證制度實(shí)現有效銜接。建立以鋼鐵行業(yè)應對氣候變化為發(fā)展目標的低碳標準體系,引導社會(huì )團體研究制定一批鋼鐵行業(yè)先進(jìn)低碳技術(shù)和低碳裝備的團體標準。
四是推進(jìn)數字化、智能化碳管控。推進(jìn)大數據、云計算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與低碳發(fā)展融合,依托現有超低排放監控體系,建立鋼鐵生產(chǎn)碳排放全過(guò)程管控與評估平臺,實(shí)現MRV(碳排放的量化與數據質(zhì)量保證的過(guò)程)業(yè)務(wù)全流程管控。推進(jìn)新一代信息技術(shù)和制造技術(shù)的融合發(fā)展,將低碳數字化轉型貫穿鋼鐵生產(chǎn)全過(guò)程。
五是加強低碳領(lǐng)域國際交流合作。鼓勵鋼鐵行業(yè)積極參與國際低碳標準體系制定、技術(shù)研發(fā)合作等。統籌全球低碳冶金生態(tài)圈資源,積極搭建信息和資源交流共享的平臺。鼓勵采用關(guān)鍵突破性低碳技術(shù)建設聯(lián)合試點(diǎn)示范工程,充分發(fā)揮多方協(xié)同管理、產(chǎn)學(xué)研用優(yōu)勢。推動(dòng)優(yōu)質(zhì)國際產(chǎn)能合作,充分推動(dòng)綠色鋼鐵產(chǎn)能“走出去”。
?。ㄗ髡呦狄苯鸸I(yè)規劃研究院黨委書(shū)記、總工程師,俄羅斯自然科學(xué)院外籍院士)