習近平總書(shū)記在全國生態(tài)環(huán)境保護大會(huì )上強調，我國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展已進(jìn)入加快綠色化、低碳化的高質(zhì)量發(fā)展階段，生態(tài)文明建設仍處于壓力疊加、負重前行的關(guān)鍵期。必須以更高站位、更寬視野、更大力度來(lái)謀劃和推進(jìn)新征程生態(tài)環(huán)境保護工作，譜寫(xiě)新時(shí)代生態(tài)文明建設新篇章。

　　當前，綠色低碳發(fā)展是我國鋼鐵行業(yè)轉型升級的重中之重，事關(guān)鋼鐵企業(yè)的生存發(fā)展。鋼鐵行業(yè)走向碳達峰、碳中和，根本的解決途徑在于低碳冶金技術(shù)的創(chuàng )新與進(jìn)步。然而，鋼鐵行業(yè)節能降碳仍面臨著(zhù)市場(chǎng)形勢嚴峻、污染物排放要求更高、節能降耗進(jìn)入發(fā)展瓶頸期、低碳轉型困難重重等問(wèn)題，何種路徑更適合中國鋼鐵工業(yè)？何種工藝技術(shù)更經(jīng)濟可行？針對低碳技術(shù)路徑的一系列討論也隨之而來(lái)。為此，本報今日起特別開(kāi)設《我見(jiàn)·低碳冶金之路怎樣走》欄目，聚焦鋼鐵行業(yè)節能降碳路徑及低碳冶金工藝發(fā)展，為中國鋼鐵行業(yè)奔赴“雙碳”獻力。歡迎業(yè)內外人士踴躍建言。

　　今日發(fā)布鞍鋼集團戰略規劃部總經(jīng)理費鵬署名文章。更多內容請持續關(guān)注中國冶金報社微信公眾號！

　　碳減排關(guān)乎企業(yè)生死

　　2021年5月27日鞍鋼集團總經(jīng)理戴志浩代表鞍鋼集團，在上海舉行的第十一屆中國國際鋼鐵大會(huì )上發(fā)布《鞍鋼集團碳達峰碳中和宣言》。

　　如今，碳排放權已經(jīng)不僅是企業(yè)的發(fā)展權，更是生存權。

　　一是國家政策對鋼鐵行業(yè)提出明確要求。鋼鐵行業(yè)碳排放總量約占全國的15%，在制造業(yè)31個(gè)門(mén)類(lèi)中居首位，鋼鐵行業(yè)降碳意義重大?！蛾P(guān)于促進(jìn)鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導意見(jiàn)》提出，到2025年，電爐鋼產(chǎn)量占粗鋼總產(chǎn)量比例提升至15%以上；80%以上鋼鐵產(chǎn)能完成超低排放改造，噸鋼綜合能耗降低2%以上，水資源消耗強度降低10%以上，確保2030年前碳達峰；利用廢鋼資源量達到3億噸以上。以“雙碳”承諾為標志，中國鋼鐵工業(yè)進(jìn)入了發(fā)展的新時(shí)代——低碳時(shí)代，減碳、低碳、碳中和成為未來(lái)發(fā)展的必由之路。

　　二是碳成本已成為鋼鐵行業(yè)降碳的催化劑。2023年4月份，全球首個(gè)碳關(guān)稅——歐盟碳邊境調節機制（CBAM）落地，非歐盟生產(chǎn)商在歐盟銷(xiāo)售商品要為碳排放付費。該法案將于2023年10月份試運行，2026年正式起征。歐盟碳關(guān)稅將起到較強的示范作用，為保護本國鋼鐵產(chǎn)業(yè)，其他國家將加快建立、完善本國碳市場(chǎng)并向歐盟碳價(jià)逐步看齊。據測算，碳關(guān)稅將使我國鋼鐵行業(yè)出口成本增加4%～6%。今年2月份以來(lái)，歐盟碳價(jià)一度突破100歐元/噸關(guān)口，5月份的均價(jià)達到84歐元/噸（約合660元/噸），而我國碳價(jià)不到60元/噸。未來(lái)，隨著(zhù)免費碳配額的減少，我國碳價(jià)將逐步走高。按歐盟碳價(jià)的一半（330元/噸）估算，我國碳排放不達標的長(cháng)流程企業(yè)成本可能將增加約18%。

　　三是下游行業(yè)對產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈協(xié)同降碳的需求日趨強烈。我國交通運輸業(yè)碳排放量約占全國的10%，而汽車(chē)碳排放量占其中的80%以上。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)低碳轉型，不僅在于調整產(chǎn)業(yè)結構、發(fā)展新能源汽車(chē)，也需要全產(chǎn)業(yè)鏈的參與，實(shí)現從材料生產(chǎn)、車(chē)輛制造到消費者使用的全生命周期碳足跡管理。寶馬、奔馳、大眾等知名車(chē)企都相繼制訂了與供應商、經(jīng)銷(xiāo)商協(xié)同減碳降碳的計劃。

　　隨著(zhù)我國城鎮化進(jìn)度放緩，未來(lái)人均粗鋼消費量將逐漸降低，按照日本人均粗鋼消費量500千克/人·年的水平測算，7億噸粗鋼產(chǎn)量即可滿(mǎn)足我國需求。這意味著(zhù)超過(guò)3億噸的產(chǎn)能將被淘汰，低碳轉型升級慢的企業(yè)將面臨較大的退出風(fēng)險。

　　河鋼集團張宣科技120萬(wàn)噸氫冶金示范工程現場(chǎng)。

　　經(jīng)過(guò)多年來(lái)的探索，鋼鐵行業(yè)目前形成了低碳發(fā)展的幾大路徑：

　　一是節能降碳，主要是實(shí)施裝備節能改造，降低能源介質(zhì)消耗，提升能源轉換和利用效率。過(guò)去的50年，我國鋼鐵行業(yè)噸鋼能耗降低約60%。

　　二是資源降碳，主要是優(yōu)化高爐爐料結構，加大廢鋼用量，樹(shù)立全生命周期理念，發(fā)展綠色產(chǎn)品和循環(huán)經(jīng)濟，降低資源消耗。

　　三是能源降碳，主要是布局新能源領(lǐng)域，實(shí)現能源結構調整，發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源，實(shí)施可再生能源替代。

　　四是流程降碳，主要是探索氫冶煉及CCUS（碳捕獲、利用與封存技術(shù)）等低碳冶金技術(shù)，布局電爐短流程工藝。

　　分別來(lái)看，節能降碳和資源降碳是當前最直接、最容易取得成效的路徑，但降碳效果有其極限。能源降碳方面，清潔能源總量相比整個(gè)行業(yè)需求，占比仍較小。要想實(shí)現深度脫碳甚至碳中和，實(shí)施流程降碳、推動(dòng)工藝技術(shù)革新突破是關(guān)鍵。

　　當前，以高爐富氫冶煉和氣基豎爐兩大技術(shù)路線(xiàn)為代表的氫冶煉發(fā)展較快。其中，氣基豎爐采用無(wú)焦直接還原鐵，依據氫氣含量的不同，碳減排潛力可達50%～95%。諸如中國寶武、河鋼百萬(wàn)噸級氫冶煉項目均已投入運行。不過(guò)，這項技術(shù)在全行業(yè)大規模推廣仍需時(shí)間，CCUS技術(shù)實(shí)現產(chǎn)業(yè)化仍存在困難。因此，發(fā)展電爐煉鋼是當前技術(shù)最成熟、應用最廣泛、降碳效果最顯著(zhù)的措施。同時(shí)，大量使用廢鋼，還可以降低鐵礦石對外依存度，緩解戰略性資源“卡脖子”的問(wèn)題。

　　2022年12月28日，四川省經(jīng)濟和信息化廳網(wǎng)站發(fā)布了《開(kāi)展電爐短流程煉鋼高質(zhì)量發(fā)展引領(lǐng)工程的實(shí)施方案》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《方案》）。

　　國內長(cháng)流程煉鋼噸鋼碳排放量在2噸左右，而電爐煉鋼噸鋼碳排放量?jì)H為0.8噸。近年來(lái)，我國出臺了多項政策引導電爐鋼發(fā)展?！豆I(yè)領(lǐng)域碳達峰實(shí)施方案》提出，到2025年，短流程煉鋼占比達到15%以上，到2030年達到20%以上。但從實(shí)際效果來(lái)看，2022年，我國電爐鋼產(chǎn)量?jì)H占粗鋼總量的9.7%，相比全球28%、美國68%、歐盟40%、日韓兩國約30%的比例仍有較大差距。我國電爐鋼仍處于發(fā)展初期，缺乏發(fā)展動(dòng)力。

　　究其原因，首先是成本競爭力不足。參考當期物料價(jià)格，電價(jià)按0.55元/千瓦時(shí)測算，全廢鋼電爐與轉爐煉鋼（廢鋼比30%）相比，工序成本高約230元/噸。企業(yè)沒(méi)有效益也就沒(méi)有了發(fā)展電爐鋼的內在動(dòng)力。因此，現有電爐企業(yè)普遍熱裝鐵水（鐵水量30%～50%），縮短出鋼時(shí)間，降低電耗，以節約成本。這種高爐+電爐模式的碳排放量遠高于全廢鋼冶煉，與短流程煉鋼初衷相悖。

　　氫冶金也存在同樣的問(wèn)題。根據中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )氫能委員會(huì )所做的《碳中和目標下氫冶金減碳經(jīng)濟性研究》顯示，生產(chǎn)1噸鐵需焦炭340千克，而氫氣要89千克（以日本鋼鐵協(xié)會(huì )數據估算）。按焦炭成本2000元/噸、噸鋼碳排放量1.25噸、焦爐煤氣提純后的氫氣成本15元/千克計算，當噸鐵成本為1335元、相應的碳稅為524元/噸時(shí)，氫氣直接還原和傳統高爐煉鐵成本才能持平；當碳稅為200元/噸、氫氣成本低于10.45元/千克時(shí)（預計到2030年），氫冶金才具有成本優(yōu)勢。

　　其次是廢鋼供應量難以支撐電爐鋼發(fā)展。2022年，我國廢鋼資源產(chǎn)生量?jì)H為2.6億噸。根據中國廢鋼鐵應用協(xié)會(huì )預測，2025年，我國廢鋼資源量將達到3億噸。按照當前10億噸粗鋼產(chǎn)量中電爐鋼占10%、轉爐廢鋼比30%測算，年消耗廢鋼約3億噸。因此，在成本沒(méi)有優(yōu)勢的情況下，僅靠廢鋼資源量難以支撐電爐鋼大幅增長(cháng)。

　　最后是自有礦消納仍需高爐流程。在高礦價(jià)背景下，自有礦比例較高的企業(yè)出于維護產(chǎn)業(yè)鏈安全、消化自有資源及經(jīng)濟效益等角度的考慮，首選依然是高爐長(cháng)流程工藝。

　　如果上述問(wèn)題得不到解決，隨著(zhù)鋼鐵行業(yè)降碳逐步進(jìn)入深水區，各種矛盾將更加復雜，推進(jìn)工藝升級的難度也將更大。

　　要盡快將鋼鐵行業(yè)納入全國碳市場(chǎng)

　　2023年6月30日，鋼鐵行業(yè)納入全國碳市場(chǎng)專(zhuān)項研究第二次工作會(huì )議在生態(tài)環(huán)境環(huán)境規劃院順利召開(kāi)。

　　國家應研究出臺更加有針對性的措施來(lái)鼓勵、支持電爐煉鋼及氫冶金工藝發(fā)展，從思想上、根本上觸動(dòng)鋼鐵企業(yè)進(jìn)行工藝流程變革，實(shí)施“長(cháng)改短”“氫代碳”。筆者認為，要加快引入碳交易，控制碳配額，通過(guò)碳價(jià)拉平傳統長(cháng)流程冶煉和電爐鋼、氫冶煉的成本差距，算好經(jīng)濟賬，激發(fā)企業(yè)內生動(dòng)力，這或許是相對可行的路徑。

　　2021年7月16日，全國碳排放權交易市場(chǎng)正式啟動(dòng)（僅納入發(fā)電行業(yè)2162家重點(diǎn)排放單位，覆蓋碳配額總量約45億噸）。截至2023年5月份，碳排放權交易市場(chǎng)碳排放配額累計成交量達到2.35億噸，累計成交額達到108億元。當前，我國碳交易市場(chǎng)仍存在活躍度不高、產(chǎn)品單一、交易價(jià)格偏低等問(wèn)題，遠不及預期。據北京理工大學(xué)研究報告顯示，2022年，全國碳市場(chǎng)換手率為2%～3%，低于國內7個(gè)區域試點(diǎn)碳市場(chǎng)平均水平（約5%），更遠低于歐盟500%的換手率，且價(jià)格徘徊在50元/噸～60元/噸，遠低于當期歐盟近90歐元/噸的水平。

　　我國碳交易市場(chǎng)減排的激勵約束作用不強，需要進(jìn)一步完善。

　　一是要完善碳排放交易機制，盡快將鋼鐵行業(yè)納入全國碳交易市場(chǎng)。激勵、引導鋼鐵企業(yè)加大減排降碳力度，推動(dòng)低碳經(jīng)濟發(fā)展。

　　二是要設定合理的碳排放配額?？茖W(xué)評估行業(yè)特點(diǎn)和發(fā)展需求，制訂符合實(shí)際的碳排放配額指標，營(yíng)造“高排放高成本”的壓力，倒逼企業(yè)不斷提升能效、加大低碳技術(shù)研發(fā)和應用力度。

　　三是要逐步減少免費配額，讓配額成為稀缺資源，促進(jìn)碳指標價(jià)值回歸。綜合考慮未來(lái)“綠氫”成本的降低，預計碳價(jià)提高到300元/噸以上時(shí)，電爐和氫冶金工藝可彌補與傳統長(cháng)流程冶煉的成本差距。那時(shí)，企業(yè)從經(jīng)濟利益出發(fā)，將主動(dòng)尋求向低碳工藝轉型，自有礦比例高的企業(yè)可以選擇氫基豎爐路線(xiàn)，實(shí)施“以氫代碳”冶煉，其他企業(yè)可以?xún)蓷l路徑綜合考慮。

　　四是要提供多種形式、更大額度的低碳轉型資金支持。據了解，歐盟為其鋼鐵企業(yè)提供了不少于20億歐元的支持資金。國家有關(guān)部門(mén)應加大扶持力度，為低碳轉型重點(diǎn)項目提供中央預算內投資、低息項目中長(cháng)期貸款、中央財政貼息等資金支持，減輕企業(yè)壓力。

　　五是要加大對碳排放交易市場(chǎng)的監管和執法力度，確保市場(chǎng)公平、透明、有效運行。

　　從當前鋼鐵行業(yè)面臨的外部形勢來(lái)看，隨著(zhù)歐盟碳關(guān)稅的落地實(shí)施，下游企業(yè)對鋼鐵產(chǎn)品碳足跡提出越來(lái)越嚴格的要求，我們要加快建設符合我國國情的碳排放交易機制，盡快將鋼鐵行業(yè)納入全國碳市場(chǎng)，科學(xué)制訂動(dòng)態(tài)調整的碳配額分配方案，激發(fā)市場(chǎng)活力，提高碳價(jià)，減少低碳冶煉成本劣勢，激發(fā)企業(yè)內生動(dòng)力，加強減排降碳技術(shù)攻關(guān)和應用，加快低碳轉型步伐。從長(cháng)期來(lái)看，隨著(zhù)我國廢鋼產(chǎn)量不斷增長(cháng)及可再生能源發(fā)電技術(shù)的成熟，廢鋼、“綠電”和“綠氫”的價(jià)格將逐漸降低，加之低碳冶煉所帶來(lái)的減排效益，電爐短流程和氫冶煉將具有更強的競爭力。（費鵬）