推动我国钢铁行业双碳发展的思考与建议

2024年5月29日国务院《关于印发< 2024～2025年节能降碳行动方案>（简称《行动方案》）的通知》[1]中明确提出“节能降碳是积极稳妥推进碳达峰碳中和、全面推进美丽中国建设、促进经济社会发展全面绿色转型的重要举措。”

钢铁行业节能降碳行动是《行动方案》明确的重点任务的重要组成部分，扎实推进钢铁行业节能降碳行动是贯彻落实生态文明要求的有力举措，也是钢铁行业践行绿色、可持续、高质量发展的内在要求。

低碳发展是钢铁行业可持续发展的重大课题

（一）钢铁行业碳排放结构
据世界钢铁协会统计[2]，2022年世界粗钢产量为18.90亿吨，钢铁行业吨钢CO2排放强度全球平均值为1.91吨，直接碳排放量约36亿吨，占全球排放总量的7%～9%，其中高炉-转炉长流程吨钢CO2排放强度为2.33吨、以废钢为原料的电炉流程吨钢CO2排放强度为0.68吨，是长流程的0.29倍、以直接还原铁为原料的电炉流程吨钢CO2排放强度为1.37吨，是长流程的0.59倍。

2022年世界高炉-转炉长流程占全球产量比例为72%，直接碳排放量31.71亿吨；以废钢为原料的电炉流程占全球产量比例为21%，直接碳排放量2.70亿吨，以直接还原铁为原料的电炉流程占全球产量比例为7%，直接碳排放量1.81亿吨。

我国钢铁行业粗钢产量连续四年保持10亿吨以上，2022年我国粗钢产量10.19亿吨，占全球54%，其中我国转炉长流程粗钢产量约占我国粗钢总产量90.1%，电炉短流程粗钢产量约占9.9%。与全球短流程炼钢比例相比，仍有较大的提升空间。2022年我国钢铁工业吨钢CO2排放强度平均值约为1.79吨，CO2排放量约为18.23亿吨，约占我国CO2排放总量的15%，是制造业31个门类中碳排放量最大的行业。我国钢铁企业碳排放源主要包含：化石燃料燃烧产生的CO2排放、工业生产过程产生的CO2排放、净购入使用电力产生的CO2排放、净购入使用热力产生的CO2排放、固碳产品隐含的CO2排放。

总体来看，中国作为世界最大的钢铁生产国和消费国，钢铁行业节能降碳任务艰巨且潜力巨大，积极推进钢铁行业的低碳转型发展，有助于打造钢铁行业的绿色制造目标，也是双碳愿景下钢铁行业可持续发展、发展新质生产力的重要路径。

（二）钢铁行业低碳发展成效
钢铁行业低碳发展成效的取得离不开政策推动和技术升级。一方面，我国钢铁行业节能降碳顶层设计不断加强，相继制定印发了《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》《钢铁行业节能降碳改造升级实施指南》《工业领域碳达峰实施方案》《钢铁行业节能降碳专项行动计划》等行动计划。另一方面，低碳技术不断突破、蓬勃发展，陆续研发了原料场绿色高效储运工艺和即时平衡供料技术开发与应用、转炉烟气宽温域（800～200℃）干式余热回收技术、富氢碳循环氧气高炉技术、转炉大废钢比冶炼技术、近零碳排电炉炼钢工艺技术等。

目前，国内各钢企积极采用节能降碳领域先进技术、运用能耗精益管理模式降低能耗水平。2023年我国钢铁行业重点钢铁企业吨钢综合能耗558千克标煤，相比2012年下降了7.4%，达到国际领先水平[3]。

钢铁行业低碳发展仍需持续深入研究

随着钢铁行业低碳发展如火如荼地进行，一些制约低碳高质量发展的“堵点”“卡点”等问题开始暴露。如，不同钢铁生产工艺不同降碳阶段的政策导向以及降碳评价体系仍不尽完善。传统的长流程和短流程的降碳难度、降碳步长、降碳空间不同，对企业降碳评估和激励机制的科学性和合理性应考虑分类别、分阶段、多维度进行定义和评估，同时吨钢碳排放最低和吨钢碳减排贡献最大的产品或流程评价体系界定也应区别对待。又如，低碳技术难度突破的时间性、经济性、生态性、成熟性、可行性的“五性平衡”问题。传统的钢铁生产过程使用高炉和焦炉等设备，会产生大量CO2排放。要实现绿色低碳建设，需要研发和利用创新的技术和设备来实现碳减排。而新技术装备的研发和应用需要大量的资金和时间，同时也需要解决技术成熟度和可行性等问题，这给钢铁行业的低碳路径选择带来了一定的平衡挑战。再如发展短流程工艺的原料-成本-技术挑战。废钢作为电炉炼钢的主要原料，其成本相对较高、分级判定和质量检测相关标准仍不成熟，导致废钢使用不确定性较大，以及由原料不稳定引发的电炉炼钢的技术难点，如废钢有害残余元素富集问题、二噁英治理问题、高级别电炉钢产品质量控制等，同时电价成本也是电炉炼钢成本核算面临的主要问题。

相关建议

（一）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。

（二）不断深化鼓励支持低碳核心生产技术攻关
一是加大自主低碳技术开发应用力度。重点聚焦基础理论，如氢基熔融还原工艺基础研究仍不充分；加强低碳系列的重大技术创新推广，如使用焦炉煤气作为气源的氢基直接还原铁工艺尚处在技术成熟度较低的阶段。二是加快突破低碳核心装备技术短板。目前全直接还原铁的电炉技术仍为国内攻关难点，对于电炉冶炼直接还原铁存在渣量大、冶炼效率低、能耗高等问题，应鼓励高能效转化工艺和装备的创新开发及应用；推动装备搭载数字化手段，及时排查生产过程碳排放总量和可控量，持续提升降碳空间。三是凝聚共识，减轻钢铁低碳技术攻关成本压力。设立低碳创新基金、加大政府对低碳研究的开发支援、制定商业化投资的相关引导支持措施。

（三）加快推动钢铁短流程生产工艺转型
一是加强短流程工艺政策支持和奖励。在税收、专项补贴、贷款优惠等方面，向短流程炼钢企业倾斜，引导和促进钢铁企业布局短流程工艺技术、投资短流程工艺设备，在行业内形成明确实在的发展导向。二是布局废钢资源保障机制。制定清晰可行的废钢回收-加工-运输体系，在废钢发达的地区，建立高效的废钢贸易平台，完善废钢行业管理机制，进一步细化废钢回收标准，优化废钢价格调节机制，与铁矿石相比，提高废钢竞争力。三是优化电炉电力成本。在电力使用上，给予短流程企业一定的电费优惠，建立短流程企业电力市场交易平台，利用峰谷电价差，降低用电成本，提升短流程产品的经济性。

注：
[1] https://www.gov.cn/gongbao/2024/issue_11406/202406/content_6958082.html
[2] https://worldsteel.org/steel-topics/sustainability/sustainability-indicators-2023-report/
[3] http://www.csteelnews.com/xwzx/djbd/202403/t20240325_86198.html