我国钢铁工业碳达峰及低碳转型的路径探析

广州赛宝认证中心服务有限公司 何青

在新时代背景下，我国宣布将不断提高国家自主贡献力度，在2030年前二氧化碳排放将达峰，并在2060年实现碳中和。此举进一步彰显了中国对全球气候变化以及绿色低碳发展的坚定信心和决心，为此需要不断促进传统资源和能源密集型行业的转型。钢铁工业属于低碳发展的关键领域之一，本文针对我国钢铁工业碳达峰及低碳转型路径进行探析，具有重要的意义和价值。

一、我国钢铁工业碳排放现状

钢铁工业作为我国经济发展和社会发展的重要基础性领域之一，其发展模式中有相对典型的特点。首先在生产模式方面，主要以高炉——转炉的流程为主，此类生产流程中所生产的粗钢产量已经占据全国钢铁工业中粗钢产量的9成以上（图1）。其次，在能源结构方面，我国钢铁工业发展始终以煤炭为主要能源，对于煤炭能源的消耗也占据全国煤炭能源消耗的16%左右，也正因如此，我国钢铁工业已经成为碳排放的主要来源之一。在钢铁工业的生产和加工过程中，以铁矿石为主要原材料进行生产转炉钢，每吨需要排放二氧化碳两吨左右，特别是在铁前工序方面二氧化碳排放量更高。另一方面，以废钢为主要原材料的电炉钢，在生产过程中每吨需要排放二氧化碳0.5吨左右，因此在我国钢铁工业的发展中，往往通过增加废钢回收，有效降低铁钢占比，以进一步减少钢铁工业生产过程中二氧化碳的排放。

图1 1990—2020年中国钢产量

现如今，全球范围内气候变化问题尤为严重，为了进一步达到钢铁工业碳达峰和碳中和的总体目标，真正实现可持续发展，钢铁工业需要始终践行低碳绿色环保的可持续发展路径。基于此，我国钢铁工业在实现低碳化转型和生产时，可以从两个主要方向入手，改变现有钢铁工业生产方式，大力推广以氢冶金的新型低碳生产方法和工艺。其次，要着力转变钢铁工业生产原料的结构，进一步提高废钢比，同时要缩短钢铁工业的生产流程，减少生产流程中二氧化碳的排放，进一步发挥低碳绿色的优势。但不容忽视的是，我国钢铁工业在短期内无法全面推广以氢冶金的生产方式和工艺流程，因此可以从原料结构方面入手，进一步实现钢铁工业碳排放的降低和低碳绿色发展。

二、我国钢铁工业碳达峰的主要趋势

在我国整体工业发展中，钢铁工业的碳排放量最多，节能减排问题同样也是社会关注和学者研究的焦点之一。为了真正实现钢铁工业2030年的碳达峰目标，着重探讨我国钢铁工业碳达峰的主要发展趋势，助力钢铁工业的高质量发展，同时进一步强化降低碳排放的发展共识。以钢产量为依据，现如今很多学者仍旧认为在2030年前我国的钢铁产量将达到峰值，但是在钢产量达峰的科学性方面仍然存在一定争议。钢产量也是影响碳达峰的主要因素之一，因此在不同钢产量的值数影响之下，碳达峰因素也会受到影响，大体会呈现出先增后减的发展趋势，但也都会在2020年左右达到峰值。

有些学者结合不同的钢铁工业发展场景，对二氧化碳排放影响因素进行全面分析，此举措同样也对钢铁工业节能减排有重要的意义和价值。基于2030年我国钢产量达峰的主要情景，可以进一步证明钢产量是影响碳排放的重要影响因素之一，但是其整体的影响能力会逐渐减弱，直至2025年前后，钢产量对于二氧化碳排放的影响能力和影响效果会全面降低，并逐渐变得相对微弱，而此时钢铁工业的生产结构则一跃成为二氧化碳节能减排的重要影响因素。

除此之外，影响我国钢铁工业发展碳排放达峰的主要因素也有以下几个方面：一是粗钢产量。粗钢产量是影响碳达峰的主要因素之一，但是也会对钢铁工业碳达峰发展趋势起到决定性的作用，由于在2030年前后我国的钢产量会达到峰值，但是粗钢产量和钢产量的变化情况仍然会受到市场因素和市场需求的影响，并随之发生巨大的变化。二是生产结构因素。我国钢铁工业发展碳减排的实现，生产结构尤为重要，从长远的发展视角看，为了有效控制钢铁工业的生产效能，需要对现有钢铁工业发展进程中的生产结构进行全面调整，以进一步减轻生产环节和生产结构中的二氧化碳排放，全面减少钢铁工业的碳排放负担。三是，积极应用节能减排技术。现如今我国在各行业、各领域着力推进节能减排技术，各类低碳技术的普及对于钢铁工业的碳达峰和碳中和仍旧有较强的积极影响，钢铁工业不仅需要强化现代化技术和商业化技术的普及，同样也要积极推进氢冶金等先进低碳生产技术和生产工艺的推广，有效减少二氧化碳的排放，进一步实现我国钢铁工业碳达峰的目标。四是碳税。为了进一步实现碳达峰和碳中和的目标，进一步建立碳税价格机制，有利于实现碳交易市场的良好发展，可以积极吸收和借鉴发达国家的经验，为我国碳达峰和碳中和目标的实现增添力量。

三、我国钢铁工业碳达峰及低碳转型的路径

钢铁工业是支持我国国民经济迅速发展的重要产业之一，钢铁工业作为高排放性行业之一，需要进一步加快低碳转型和产业升级，统筹谋划碳达峰与碳中和的目标任务，科学制定低碳转型的实际方案，以有效应对全球气候变暖的危机形势。

（一）积极调整现有钢铁工业生产结构

为了持续推进我国钢铁工业的供给侧结构改革，需要全面调整现有钢铁工业结构。《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见（征求意见稿）》中进一步指出了我国钢铁工业发展中产业布局的优化调整以及兼并重组的重要作用，需要有序引导炼钢工序的短流程发展，深入实现绿色低碳环保的目标。其中以电炉钢产量为例，电炉钢产量占据粗钢总产量的比例达到15%以上，并进一步探索达到20%的占比形式。预计在2025年我国钢铁工业可以率先实现碳排放达峰，而不同程度的钢铁工业生产流程，在二氧化碳排放量方面差距明显，例如前文强调了电炉钢与转炉钢在二氧化碳排放量方面差异较大，因此可以进一步提升废钢的回收和利用效率，积极提高电炉钢的使用比例，有效实现碳减排和低碳转型的目标。

（二）创新探索新型低碳冶金技术

现如今国外很多钢铁企业和钢铁工业发展进程中，已经针对低碳技术和相关项目进行了深入研究，并取得了突破性进展，例如欧盟超低二氧化碳排放项目（ULCOS）等，而我国同样也在积极探索氢冶金技术。2019年1月，我国签订了氢能炼钢合作框架协议，并将核能制氢技术逐渐提升到重要的地位，河钢集团也因此组建了氢能技术产业创新中心，并与发达国家进行合作，深入探索氢冶金技术的优化和升级。氢冶金技术在实现钢铁工业低碳转型方面尤为重要，能够与碳捕集与封存（CCS）进行有效结合，进一步增加二氧化碳节能减排的综合性占比。除此之外，碳捕集与封存技术同样也是二氧化碳减排的重要潜力技术之一，该技术项目应用范围广泛，能够在钢铁工业发展进程中实现过渡衔接，逐渐发展为无碳排放的清洁炼钢生产模式。

（三）全面转变钢铁工业能源结构模式

现有钢铁工业的生产以及能源利用水平对二氧化碳的排放产生了直接的影响作用，因此提高碳排放能源结构模式是未来钢铁工业节能减排的重点之一，钢铁工业耗能较高、生产流程较长，在我国钢铁产量持续增加、对钢铁的需求不断增多的情况下，碳排放量同样也会继续增加。为了有效实现碳达峰和碳中和的目标，缓解钢铁企业二氧化碳排放压力，可以结合我国现有的资源条件对钢铁企业的能源效率进行全面提升，可以有效转化现有钢铁工业的原料生产结构，可以增加废钢的用量，为碳达峰和碳中和的目标实现提供强有力的保障。此外，可以从根本出发有效解决能源消耗结构，特别是对于煤炭资源的消耗，可以有效增加可再生能源技术的利用效率，积极推动新能源结构和低碳化发展，助推钢铁工业的绿色化转型。

四、总结

总而言之，在新时代发展进程中，我国钢铁工业的发展也迎来了低碳转型的新发展空间，本文结合我国钢铁工业碳达峰及低碳转型的路径进行深入探究，首先分析了我国钢铁工业碳排放现状，其次论述了我国钢铁工业碳达峰的主要趋势，最后从积极调整现有钢铁工业生产结构、创新探索新型低碳冶金技术、全面转变钢铁工业能源结构模式三大方面，提出了我国钢铁工业碳达峰及低碳转型的发展路径，希望能够有效推动我国钢铁工业的低碳化发展。