“双碳”目标背景下我国炼钢行业发展趋势分析

张云峰

（上海源晗能源技术有限公司， 上海 200122）

0 引言

现阶段，我国钢铁行业正处在数量时期的减量阶段、高质量时期的重组阶段和中间过渡的强化环保阶段的三期叠加，正在向高质量时期的低碳阶段演进。进入“十四五”新发展阶段，针对“双碳”目标，即我国CO2排放量力争于2030 年达到历史峰值，争取在2060 年实现碳中和，我国低碳发展有关政策将从碳排放强度相对约束转向碳排放总量绝对约束。在钢铁工业高质量发展指导意见下，随着产业政策的调整、钢材贸易政策的变化、环保政策和能耗“双碳”政策的趋严，粗钢产能、产量调控保持高压态势，我国钢铁行业后续发展面临更大的挑战。

1 我国实现“双碳”目标的意义

环境问题是当前全球全人类所面临的共同问题，工业化时代对环境所造成的污染日益严重，导致CO2超标的原因多是不合理的工业生产和生活方式，这些也是加速全球气候变暖的元凶。世界各国在节能降碳方面已经达成共识，本世纪中叶，全世界150 多个国家承诺实现“碳中和”，国际上对此也采取了一系列措施，通过立法或政策宣示等方式来推进“碳中和”的进程。

我国制定实施“双碳”目标，从原理分类、具体行动措施及约束条件等方面做好细节工作，充分体现了大国的责任与担当，如表1 所示。

表1 钢铁行业低碳行动汇总

从宏观角度来看，实现“双碳”目标既是一项艰巨的任务，也是一场当前经济社会的绿色革命，在实现“双碳”目标的进程中，我国经济也会遇到更多的发展机遇，不论从环境到资源、能源，还是生产和生活中的方方面面，都会蕴含大量的发展机会。促进我国经济社会绿色环保、低碳节能、可持续发展，是“双碳”工作的核心本质。目前，我国以“双碳”为战略导向的生态文明建设，大力发展清洁生产，推进节能降碳工作的实施，形成绿色环保的生产及生活方式，提高了生态文明建设的新高度[1]。对于我国钢铁行业来说，实施“双碳”目标，是由高速度到高质量发展的助推器。钢铁产能和产量达峰是钢铁行业实现碳达峰的前提，通过压减钢铁产量，进而实现由高增长到高质量发展。钢铁量变到质变的全过程，是从追求效益和规模逐渐转为依靠低碳的冶炼技术，在钢铁企业炼钢生产中，通过改进设备、工艺，实现减碳效果，进而完成碳中和目标，促进我国钢铁产业向着绿色低碳稳步发展。

2 “双碳”目标背景下我国炼钢行业发展面临的挑战

2.1 钢铁企业碳排放量大

根据相关数据调查显示，生产1 t 钢所产生的CO2大约为1.8 t 左右。由于我国近年来加快城市化建设，建设中所消耗的钢材总量在逐年增长。此外，我国的钢材出口量居于世界首位，钢材每年的出口量高达7 000 万t。2021 年上半年，我国的钢产量为4.73 亿t，出口量为3 000 万t，与往年相比，钢产量和出口量分别增长了13.9%和19.8%。由此可见，我国钢产量仍在逐年增长。2020 年，我国钢材总产量为10.65 亿t，当年的CO2总排放量已达到18 亿t，在我国各行业CO2的总排放量中的占比为15%，在全球炼钢行业CO2总排放量的占比为60%。就目前情况来看，我国炼钢行业的CO2排放量排名仍排在全球前列[2]。

能否实现我国“双碳”目标，关键因素在于炼钢行业的碳排放量。钢铁是我国基础建设和经济发展的有力保障，在未来几年内，我国的钢铁用量仍然会持续走高，面对CO2的高排放量和我国经济发展对于钢铁的高使用量，如何平衡两者之间的关系，成为“双碳”约束下我国炼钢行业面临的巨大挑战。

2.2 废钢利用率低

炼钢工艺主要分为长流程工艺和短流程工艺。目前我国90%的钢铁企业仍采用长流程工艺炼钢，生产原料主要是铁矿石和煤炭。从具体工作流程来看，长流程炼钢设备为高炉—转炉，而短流程工艺是以废钢—电炉炼钢为核心的生产过程。实践应用表明，长流程炼钢的排碳量明显多于短流程的排碳量。因此，选择短流程的炼钢工艺，能有效降低钢铁行业的碳排放量。此外，短流程炼钢所使用的原料为废弃钢材，用这种方式炼钢，生产1 t 钢材，可以节约0.4 t 焦炭、1 t原煤及1.6 t 铁矿石，CO2的排放量减少到1.2 t。

虽然利用废弃钢材炼钢成本低，但是，目前我国的废钢回收利用率也很低，只有20%。根据科学统计，我国实现“双碳”目标，需将废钢的利用率提高到50%。到目前为止，对于产生的折旧废弃钢材，我国钢铁行业每年高达近百亿t，而且呈逐年增长的趋势，增长率为5%[3]。为了减少CO2的排放量，我国各大钢铁企业应该重视对废弃钢材的重复利用，改进炼钢工艺和技术，提高短流程废弃钢材的利用率。

2.3 企业兼并重组日趋频繁

从全国生产粗钢的总产量来看，我国十大钢铁企业的占比是36.7%，与2015 年相比，下降了5.7%。从我国钢铁企业的数量上来看，2015 年有350 多家大型钢铁企业，有中小型规模的钢铁企业5 000 多家。2020 年有500 多家大型钢铁企业，有4 500 多家中小型钢铁企业，其中这些中小型钢铁企业的年产钢量在150 万t 以下。只短短5 年，中小型钢铁企业已经减少10%，但大型钢铁企业增加了42.86%，由此可见，我国钢铁企业的兼并与重组现象非常频繁。

我国推进的减排政策是钢铁企业兼并重组的根本原因，很多中小型钢铁企业因高污染、高耗能被国家取缔，或者由大型钢铁企业兼并。2021 年9 月份出台的《碳排放权交易管理暂行条例》规定，年碳排放量超2.6 万t 的工业企业均属于重点碳排放量管理单位。因此，面临巨额罚款和取缔的都是那些碳排放量不符合国家相关法律法规的中小型钢铁企业，未来几年里，将会有更多的中小型企业面临兼并或取缔风险[4]。

3 “双碳”目标背景下我国炼钢行业发展的应对策略

3.1 制定碳达峰行动方案

碳达峰行动方案可制定长期、中期和短期方案，将此方案细化、具体化，分阶段来实现“双碳”目标。短期碳达峰行动方案可将钢铁产量进行控制，从而有效降低CO2排放量。中期碳达峰行动方案可将钢铁企业的产业结构和炼钢生产工艺技术进行优化，提高废钢的利用率，优化钢铁企业内部结构，将碳排放量大的一些小型钢铁企业淘汰掉，利用兼并重组的方式，实现大中型钢铁企业的联合协作。长期碳达峰行动方案是研发低碳冶炼技术，从根本上控制炼钢生产中的CO2排放量。此外，相关部门要安排好钢铁行业碳达峰、碳中和等具体工作，把握好钢铁行业安全生产与可持续发展的关系，处理好长期、中期和短期行动方案的细节工作，制定绩效考核方案，从而完成炼钢生产中的各项工作。

相关部门需要加强对钢铁行业发展的指导工作，做好统筹安排，避免一刀切的情况出现。用科学的方式来平衡产能与碳排之间的关系，既不影响国家经济与基础设施建设，又能有效控制CO2排放量[5]。除此之外，可将钢铁企业纳入碳交易市场，相关部门需要提前做好碳交易市场的系统开发设计工作，通过现场调查，科学计算出每个钢铁企业的CO2年排放量及我国钢铁行业的CO2年排放量，从而制定未来更长远的目标，严格控制钢铁企业的CO2排放量，确保钢铁行业年排碳量符合规定标准。

3.2 加大钢铁企业结构优化调整力度

1）钢铁行业应缩短炼钢的流程。采用短流程炼钢工艺可将废弃钢材进行循环利用，减少CO2的排放量，符合国家的“双碳”目标。这项流程需要相关部门的大力支持，加大对废弃钢材的回收力度，提高废钢的利用率。

2）钢铁行业要集中化和规模化。这与国家对于钢铁行业的管理息息相关，提高开设钢铁厂的门槛，禁止开设不符合国家降碳标准的钢铁厂，取缔那些对空气造成严重污染的小型炼铁高炉，对于设备与技术比较落后、CO2排放量超标的小型钢铁企业进行兼并重组，提高炼钢生产率，降低钢铁行业CO2的排放量。

3）要制定相关绿色低碳标准。钢铁行业要加强内部管控工作，将太阳能、风能和水电等绿色能源投入到炼钢生产过程中，进而减少CO2的排放量。推动智能化管理，确保钢铁冶炼的每个环节都能产生科学的数据信息，将这些数据用于环保部门的监测工作，实现钢铁行业数字化管理。

3.3 依靠科学技术创新谋求发展

科学创新技术是钢铁行业实现可持续发展的核心要素。

1）要加强氧高炉、碳捕获封存利用（CCUS）以及氢化工燃料冶炼等绿色低碳环保技术工作。近些年，国内涌现出一批低碳冶炼创新企业。其中，瀜矿科技利用钢铁冶炼产生的固废—钢渣封存CO2并联产高值产品，有效减少碳排放，实现资源循环利用。类似创新技术对钢铁行业绿色发展提供了助力。此外，要加大资金投入力度，推行绿色低碳冶炼技术，招聘专业技术人才，努力在未来几年时间内，研发出有效的低碳炼钢技术，从而促进我国钢铁行业全面实现节能减排目标。

2）制定炼钢行业低碳技术标准。熟知国家有关于节能减排的政策及钢铁行业的相关经验，从而确定钢铁企业低碳技术标准，可以起到事半功倍的效果。行业技术规范的制定对于我国钢铁企业突破低碳冶炼技术上的难题大有益处，有利于普及我国钢铁行业绿色低碳技术，实现“双碳”目标。

3）加强国内钢铁企业与国外企业的合作。比如，美国、瑞典和欧盟等拥有非常先进的低碳炼钢技术，我国的钢铁企业可与这些国家进行低碳炼钢技术方面的交流与合作，对于这些国家先进的环保炼钢设备与技术，可以花重金购买。企业成立部门研发小组，对这些低碳炼钢设备和技术进行研究，学习其他国家先进的环保冶炼技术和经验，提高我国钢铁行业低碳炼钢的技术水平。

4 结语

钢铁行业作为国民经济的中流砥柱之一，是碳中和的重要责任主体，当前实现碳达峰、碳中和目标对于我国炼钢行业的低碳转型，具有至关重要的作用。节能减排是钢铁行业实现长足发展的核心要素，企业要根据实际情况制定碳达峰行动方案，将方案进行细化并分阶段进行，同时优化企业结构，加大技术研发工作，使企业的CO2排放量符合国家相关行业标准。对于排碳量不达标的钢铁企业，要及时取缔、重组或兼并，实现“双碳”目标。