自2000年我國粗鋼產量快速上漲,鋼鐵行業CO?排放量基本隨之逐年上漲。截至2018年,我國粗鋼產量達928.3百萬噸,鋼鐵行業CO?排放量達1884.4百萬噸,噸鋼CO?排放量為2.03噸,與2000年相比,粗鋼產量增長622.4%,而鋼鐵行業CO?排放量僅增長382.7%,噸鋼CO2排放量下降33.2%,說明我國鋼鐵行業節能減排工作取得了積極進展,CO?排放控制水平得到很大提升。但是,我國鋼鐵行業CO?排放量在工業CO?排放總量的占比仍然在上升,2018年占比達到18.72%。
2 我國鋼鐵行業碳排放面臨的形勢
聯合國環境規劃署《2019年碳排放差距報告》顯示,盡管《巴黎協定》的落實遇到了一定阻力,但絕大多數國家已經積極行動,努力加快低碳產業技術革新,落實自主貢獻目標,推動綠色低碳發展。共擔氣候變化責任,共促綠色低碳發展,符合全人類的利益福祉,更是各國實現經濟健康可持續發展的必然選擇。當前,歐美日韓等發達地區和國家多數鋼鐵企業都積極制定低碳發展目標并付諸行動。因此,我國鋼鐵企業需要加強低碳發展前沿技術研究,重視綠色低碳發展的戰略重要性,并制定相應的低碳發展規劃。
建設全國統一碳排放權交易市場是我國利用市場機制控制和減少溫室氣體排放、推動經濟發展向綠色低碳轉型的一項重要制度創新,也是加強生態文明建設、落實國際減排承諾的重要政策工具。當前,我國面臨國內強化產業轉型升級、促進經濟高質量發展,國際上落實《巴黎協定》、強化減排行動的新形勢,將進一步完善和落實全國碳市場的總體方案和制度建設。2017年底以發電行業為突破口的全國統一碳市場正式啟動建設,隨后鋼鐵、有色、石化、化工、建材、造紙和航空等其他七個高排放行業也將被逐步納入。屆時,高碳排放產能將會付出更大的成本代價,降低市場競爭力,影響企業可持續發展;而低碳排放產能將獲得發展先機,減少企業運營成本,提高可持續發展競爭力并增加盈利。
碳定價決定著企業碳排放水平對噸鋼成本的影響程度。當前,我國碳市場定價差異較大,七大碳交易市場的價格分別是北京84元/噸、上海40元/噸、廣州28元/噸、天津15元/噸、深圳5元/噸、湖北28元/噸、重慶23元/噸。根據國際碳定價經驗,在溫室氣體排放量占較大份額的轄區,碳定價往往較低,反之亦然。隨著我國碳交易市場的逐漸成熟,市場覆蓋排放規模也將隨之擴大,碳定價自然也將隨之降低,假設價格在20-40元/噸之間浮動(歐盟為25歐元/噸),我國鋼鐵行業完成以當前排放基礎10%的減排目標,那么行業整體噸鋼平均成本將增加4.08-8.16元/噸,對于碳排放較高企業,當然不僅于此。還有另一種情形,如果市場并沒有多余的配額可供交易,那么企業只能以犧牲產能和市場份額作為代價。
當前,我國碳市場還處于初期階段,碳排放配額模式轉變的可能性導致碳排放對鋼鐵企業的發展影響具有很大的不確定性,鋼鐵企業需要及時關注政策的引領方向,積極制定低碳發展規劃。
3 我國鋼鐵行業CO?減排途徑
3.1 發展綠色高效CO?減排技術
目前,隨著噸鋼碳排放量的下降,邊際減排成本快速上升,行業難以承受。過去十年間,許多國家開始致力于開發能夠顯著降低CO?排放的突破性低碳煉鋼技術,其中碳捕集利用與封存技術和氫冶金是鋼鐵行業兩大重要減排技術。
1)碳捕集利用與封存技術。碳捕集利用與封存(CCUS)是指將二氧化碳從工業排放源中分離或直接加以利用或封存,以實現二氧化碳減排的工業過程。CCUS被認為是有望實現CO?大規模減排的技術,尤其適用于鋼鐵行業這樣排放強度高的集中點源,因此該技術應用于鋼鐵行業減少CO?排放的可行性及潛力巨大。目前,CCUS大都還處于研發示范階段,還存在捕集利用與封存能耗高、投資成本高、CO?泄露風險高等突出問題,需要政府、企業共同參與合作才能加快CCUS大規模商業化應用。
2)氫冶金技術。氫冶金是近十年鋼鐵行業減少二氧化碳排放的全新前沿技術。以氫代替碳是當前鋼鐵行業低碳發展、能源變革的重要方向,也是鋼鐵行業實現高質量發展的重要出路。目前,國內外多家鋼鐵企業對氫冶金進行了深度布局,如安賽樂米塔爾建設氫能煉鐵實證工廠、奧鋼聯H2Future、德國蒂森克虜伯氫煉鐵技術、日本COURSE50等。國外諸多項目都已進入試驗或者建設階段,我國氫冶金起步晚,多數還處于立項初期。
3.2 發展短流程煉鋼減排CO?效果明顯
由于粗鋼生產工藝不同,噸鋼碳排放量有顯著差異,轉爐噸鋼碳排放量要遠大于電爐。我國鋼鐵行業噸鋼碳排放量平均為2.03t,雖然明顯高于世界平均水平1.82t,但這主要是由于粗鋼生產工藝的結構性差異造成的,2018年我國轉爐粗鋼生產量占比為88.4%,而世界除中國以外的平均水平僅為51.8%。
從這方面來講,我國鋼鐵企業碳排放指標的改善將有更大空間,除了發展清潔生產技術、裝備及能源外,還可以通過提高碳排放較低的短流程生產工藝比例來降低碳排放。一直以來,我國電爐鋼發展一直受到廢鋼資源短缺的制約,經過21世紀初的高速發展,到2018年我國鋼鐵積蓄量達到90億噸。隨著鋼材制品報廢周期的到來,我國廢鋼資源短缺現象將得到改善。中國工程院《黑色金屬礦產資源強國戰略》項目研究表明,到2025年,我國鋼鐵積蓄量將達到120億噸,廢鋼資源年產量將達到2.7-3億噸。2030年,我國鋼鐵積蓄量將達到132億噸,廢鋼資源年產量將達到3.2-3.5億噸。屆時,我國廢鋼資源將會供應充足,短流程煉鋼的優勢將逐漸體現出來,根據當前粗鋼產量計算,當電爐粗鋼比例達到25%的時候,我國鋼鐵行業的碳排放量將降低10.2%,年減排1.94億噸CO?。
4建議
1)政府應加強政策引導,大力推廣應用和全面普及高效先進適用的節能環保工藝技術裝備,提升行業整體能源效率和節能環保水平,尤其是要做好碳捕集利用、封存及氫冶金相關前沿技術的統籌規劃和頂層設計,構建相關產業有序高效發展環境,加快關鍵技術和裝備國產化進程。
2)加速淘汰落后產能,鋼鐵企業新增產能或者產能置換時把“碳排放”作為重要因素考慮進去。對于適合發展電爐煉鋼的地區,加大政策傾斜力度,促進短流程煉鋼有序健康發展。
3)鋼鐵企業應加強與業內權威咨詢機構交流合作,及時掌握政策發展方向,積極制定低碳發展戰略規劃,為企業贏得更廣闊的發展空間;另一方面,低碳轉型是企業發展的內在要求,要把握住綠色低碳經濟發展下的新機遇,主動創新,加強落實切實有效的節能減排行動。