張龍強

編者按：2023年3月26日，冶金工業(yè)信息標準研究院迎來60周年院慶。六十載砥礪奮進、六十載勇毅前行、六十載勇立潮頭、六十載奮楫爭先，作為國內(nèi)唯一集冶金信息研究、標準化服務(wù)、綜合咨詢、媒體宣傳于一體的專業(yè)化科研機構(gòu)，冶金工業(yè)信息標準研究院始終牢記責任擔當、堅守初心使命，持續(xù)為政府、行業(yè)和企業(yè)持續(xù)提供著有價值服務(wù)，賦能鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。值此冶金工業(yè)信息標準研究院成立60周年之際，本刊擇編相關(guān)有文章，向60周年院慶獻禮。

氣候變化是當今人類面臨的全球性挑戰(zhàn)之一，為應(yīng)對氣候變化、推動構(gòu)建人類命運共同體，需要世界各國協(xié)同一致減少溫室氣體排放。中國政府高度重視氣候變化問題，積極主動地做出減排承諾，習(xí)近平總書記宣告“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”，已將應(yīng)對氣候變化上升為國家戰(zhàn)略，中央經(jīng)濟工作會議也將做好碳達峰、碳中和工作作為八項重點任務(wù)之一。鋼鐵工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，是建設(shè)現(xiàn)代化強國的重要支撐，同時在生產(chǎn)制造過程中消耗了大量化石能源，成為我國制造業(yè)的碳排放大戶。近年來，隨著我國鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能技術(shù)普及和管理水平的提高，能源消耗得到進一步下降，部分鋼鐵企業(yè)的能源利用效率已達到世界先進水平。但在我國鋼鐵生產(chǎn)能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主、流程結(jié)構(gòu)以高爐-轉(zhuǎn)爐長流程為主的模式下，粗鋼產(chǎn)量的快速增長導(dǎo)致我國鋼鐵工業(yè)碳排放總量仍處于高位。無論是應(yīng)對全球氣候變化，還是支撐中國制造高質(zhì)量發(fā)展，中國鋼鐵工業(yè)都責無旁貸地需要加快低碳轉(zhuǎn)型，特別是在“碳達峰”和“碳中和”的目標約束下，盡早實現(xiàn)碳達峰，為最終實現(xiàn)碳中和奠定良好基礎(chǔ)，并為持續(xù)深度降碳貢獻鋼鐵力量。

一、中國鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放現(xiàn)狀

鋼鐵工業(yè)未在《國民經(jīng)濟行業(yè)分類》中單獨分類，工業(yè)分類中黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)包括煉鐵、煉鋼、鋼壓延加工和鐵合金冶煉四個分類行業(yè)，其中前三類均屬于鋼鐵工業(yè)。根據(jù)國家統(tǒng)計局編制的《中國統(tǒng)計年鑒》中黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的能源消費數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，2000年～ 2018年，我國黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)能源消耗和粗鋼產(chǎn)量的變化趨勢見圖1。近20年來，我國粗鋼產(chǎn)量快速增加，2014年粗鋼產(chǎn)量達到高點并出現(xiàn)短暫的負增長，2015年之后連續(xù)5年正增長至2020年粗鋼產(chǎn)量突破十億噸大關(guān)，達到10.65億噸；在此期間，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的能源消耗總量逐年增加，在2014年達到峰值，之后逐年下降；根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會重點鋼鐵企業(yè)的統(tǒng)計值，噸鋼綜合能耗隨著粗鋼產(chǎn)量的增加呈現(xiàn)持續(xù)降低的趨勢，表明行業(yè)節(jié)能工作取得較大進展。

黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的能源消耗大部分發(fā)生在鋼鐵工業(yè)，噸鋼能耗的持續(xù)下降趨勢可近似表示鋼鐵工業(yè)的能源消耗情況。碳排放與能源消耗密切相關(guān)，基于黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)的數(shù)據(jù)，有研究人員對由能源消耗引起的CO2 排放進行估算，近似表示中國鋼鐵工業(yè)的碳排放情況。結(jié)果顯示，2000年～2017年，中國鋼鐵工業(yè)CO2排放總量隨著粗鋼產(chǎn)量的不斷增加呈明顯上升趨勢，2014年達到高點后開始下降，噸鋼 CO2排放量持續(xù)降低，但計算數(shù)據(jù)有一定差異。荷蘭格羅寧根大學(xué)單鈺鋰研究員計算我國2017年的噸鋼CO2排放為1.93 t，鋼鐵研究總院上官方欽博士在剔除鐵合金和重復(fù)計算部分后，我國2017年的噸鋼CO2排放為1.89 t。2018年以后，我國鋼鐵工業(yè)碳排放總量數(shù)據(jù)未見報道，但隨著中國鋼鐵工業(yè)實施一系列節(jié)能控煤減排措施，噸鋼綜合能耗持續(xù)降低，表明噸鋼碳排放也在持續(xù)下降。筆者采用《溫室氣體排放核算方法與報告要求 鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)》（GB/T 32151.5-2015）計算方法，對2000年～2018年黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)的化石能源消耗產(chǎn)生的CO2排放情況計算結(jié)果見圖2。國家統(tǒng)計局《中國統(tǒng)計年鑒》2018年后分行業(yè)的能源消費數(shù)據(jù)未發(fā)布，根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗降低比例：2019年同比降低0.41%，2020年同比降低1.18%，在國家統(tǒng)計局黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)能源消耗數(shù)據(jù)計算的2018年噸鋼CO2排放的基礎(chǔ)上，估算了2019年和2020年我國黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)噸鋼CO2排放和排放總量。估算結(jié)果顯示，雖然噸鋼CO2排放量在持續(xù)降低，但隨著粗鋼產(chǎn)量的快速增長，CO2排放總量仍在上升，2020年已超過2014年的排放總量水平。

調(diào)研國內(nèi)部分企業(yè)的碳排放數(shù)據(jù)，2019年平均噸鋼CO2排放在1.9～2.0 t之間，河北地質(zhì)大學(xué)高春艷博士研究結(jié)果顯示，從2008年～2018年行業(yè)和企業(yè)層面的鋼材碳排放強度主要集中在1.50～2.50 t CO2?t-1之間，其平均值為1.97 t CO2?t-1。對比國際部分長流程企業(yè)，如日本制鐵、JFE、POSCO、俄新鋼、謝韋爾、安賽樂米塔爾集團、塔塔鋼鐵各企業(yè)年報公布的碳排放數(shù)據(jù)（見表1），如果去除這些企業(yè)的電爐流程比例影響，我國長流程鋼鐵企業(yè)噸鋼碳排放水平或優(yōu)于上述企業(yè)，盡管中國鋼鐵工業(yè)也有10%的短流程煉鋼比例，但大都添加鐵水，與上述企業(yè)全廢鋼短流程煉鋼有很大區(qū)別。

綜上，在目前我國鋼鐵工業(yè)的流程結(jié)構(gòu)和粗鋼規(guī)模下，噸鋼碳排放已處于國際先進水平，但粗鋼產(chǎn)量的快速增長，導(dǎo)致碳排放總量仍然處于高位，或已超過2014年碳排放總量的高點，我國鋼鐵工業(yè)碳排放峰值何時出現(xiàn)仍無定論。

二、鋼鐵工業(yè)/企業(yè)碳排放達峰的形勢與挑戰(zhàn)

當前綠色低碳發(fā)展已成為鋼鐵工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的廣泛共識，碳達峰目標、碳中和愿景的提出成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點，全行業(yè)積極貫徹落實國家決策部署，推進行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會發(fā)布《鋼鐵擔當，開啟低碳新征程——推進鋼鐵行業(yè)低碳行動倡議書》，指出鋼鐵行業(yè)將面臨從碳排放強度的“相對約束”到碳排放總量的“絕對約束”，加快推進低碳轉(zhuǎn)型并提前實現(xiàn)碳達峰是國家建設(shè)的需要，是行業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高質(zhì)量發(fā)展的重要標志。截至目前，已有四家大型鋼鐵企業(yè)提出碳達峰時間表：中國寶武集團率先提出2023年力爭實現(xiàn)碳達峰，隨后，河鋼集團提出2022年實現(xiàn)碳達峰，包鋼集團同樣提出力爭于2023年實現(xiàn)碳達峰，鞍鋼集團承諾2025年前實現(xiàn)碳排放總量達峰。中國鋼鐵工業(yè)是實現(xiàn)全國碳達峰、碳中和目標的重要產(chǎn)業(yè)之一，加快低碳轉(zhuǎn)型、確保提前達峰是鋼鐵工業(yè)自身發(fā)展的內(nèi)在需求，對于實現(xiàn)我國碳達峰、碳中和目標具有重要作用。

碳排放總量是否達峰首先要預(yù)判達峰時間點和峰值，鋼鐵工業(yè)碳達峰的峰值取決于粗鋼產(chǎn)量和噸鋼碳排放強度。據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，隨著節(jié)能降碳水平的不斷提高，重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗一直在不斷降低，意味著噸鋼碳排放強度持續(xù)下降，因此我國鋼鐵工業(yè)碳達峰短期內(nèi)取決于粗鋼產(chǎn)量何時達峰。工信部提出，2021年將確保粗鋼產(chǎn)量同比下降，如果粗鋼產(chǎn)量在2021年實現(xiàn)同比下降并在未來幾年持續(xù)下降或保持不變，我國鋼鐵工業(yè)碳達峰就已經(jīng)在

2020年實現(xiàn)，之后碳排放總量逐漸降低或處于平臺期。然而，粗鋼產(chǎn)量是否達峰是由市場供需決定的，當前我國鋼鐵總量已經(jīng)處于高位，今后有可能會保持低速增長，當噸鋼碳排放強度下降速率高于粗鋼產(chǎn)量增長速率時，鋼鐵工業(yè)的碳排放總量將達到峰值。就目前來看，我國擁有世界最完整、最大規(guī)模的鋼鐵工業(yè)體系，配備世界最先進的裝備、工藝和技術(shù)，正在進行世界最高要求的超低排放、節(jié)能減排應(yīng)用實踐，并已取得顯著成效，未來還將持續(xù)開展節(jié)能減碳工作。但在當前技術(shù)背景下，繼續(xù)通過節(jié)能技術(shù)探索降碳空間已非常有限，如果在總量上不能夠適當?shù)貪M足控制發(fā)展要求而繼續(xù)快速增長，我國鋼鐵工業(yè)就很難實現(xiàn)碳達峰。

“十四五”開局，中國經(jīng)濟進入內(nèi)循環(huán)為主的發(fā)展格局，國內(nèi)鋼鐵內(nèi)需增長放緩，同時疊加政策驅(qū)動鋼材出口回流，政策壓實國內(nèi)粗鋼產(chǎn)能規(guī)模，整體來看，國內(nèi)粗鋼產(chǎn)量將進入平臺區(qū)。對于鋼鐵企業(yè)來說，如果不采取切實有效的低碳發(fā)展措施，將面臨“縮減產(chǎn)量、優(yōu)勝劣汰”的壓力，在當前鋼鐵市場大好的形勢下，壓減產(chǎn)量將對企業(yè)造成巨大損失，甚至在市場競爭中逐漸被淘汰。因此，鋼鐵工業(yè)率先實現(xiàn)碳達峰需要在嚴禁新增產(chǎn)能并科學(xué)合理壓縮粗鋼產(chǎn)量的情況下，各企業(yè)采用成熟度高、實用性強的低碳冶金技術(shù)，如提高短流程煉鋼比例、降低鐵鋼比、增加廢鋼比例、提高下游產(chǎn)品使用效率等多措并舉，最終減少煤炭等化石燃料的消耗，協(xié)同推進鋼鐵行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展。

三、鋼鐵企業(yè)推進碳達峰并深度減碳實施路徑建議

作為行業(yè)發(fā)展的主體，鋼鐵企業(yè)推進碳達峰并深度減碳直至實現(xiàn)碳中和，將面臨嚴峻挑戰(zhàn)，同時也迎來綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要機遇，將對鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生深遠的變革性影響。在碳達峰目標、碳中和愿景的牽引下，低碳轉(zhuǎn)型是推動企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎，將推動鋼鐵工業(yè)碳達峰目標率先實現(xiàn)，同時研究和制定達峰后的深度減碳實施路徑。

（一）開展碳排放管理工作

培養(yǎng)并建立碳排放管理專業(yè)團隊，開展碳排放管理工作，提高鋼鐵企業(yè)對碳減排、碳達峰工作的認知；制定碳排放計算標準、建立數(shù)據(jù)庫，全面梳理自身二氧化碳排放現(xiàn)狀，積極配合碳核查相關(guān)工作，持續(xù)挖掘碳減排潛力；關(guān)注學(xué)習(xí)發(fā)電行業(yè)及試點碳排放權(quán)交易系統(tǒng)和流程，掌握不同配額分配下的碳交易情況，為參與全國統(tǒng)一碳市場做好準備工作。

（二）貫徹落實產(chǎn)業(yè)政策

推動鋼鐵企業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，加快淘汰落后產(chǎn)能，嚴格執(zhí)行新版《鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能置換實施辦法》和《關(guān)于鋼鐵冶煉項目備案管理的意見》的相關(guān)要求，從源頭減少碳排放。積極開展資源整合和兼并重組工作，推進產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈向高質(zhì)、高端、高附加值邁進。根據(jù)市場行情和下游行業(yè)需求，堅決執(zhí)行錯峰生產(chǎn)，以有效壓減生產(chǎn)總量和碳排放量，助力鋼鐵行業(yè)率先實現(xiàn)碳達峰。

（三）加快流程結(jié)構(gòu)調(diào)整

系統(tǒng)調(diào)研企業(yè)產(chǎn)品特點、區(qū)域分布及未來市場需求，加快優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，調(diào)整工藝流程結(jié)構(gòu)，適時布局電弧爐短流程煉鋼、非高爐煉鐵、球團替代燒結(jié)等結(jié)構(gòu)性降碳工藝。隨著我國廢鋼資源產(chǎn)生量不斷增加，《再生鋼鐵原料》標準正式實施推動再生鋼鐵原料進口，未來廢鋼資源短缺現(xiàn)象將逐步緩解，為電弧爐短流程發(fā)展和降低轉(zhuǎn)爐鐵鋼比提供了資源條件。企業(yè)可以結(jié)合自身實際情況因地制宜采用球團替代燒結(jié)實現(xiàn)降碳，關(guān)注并試行非高爐煉鐵的工藝研發(fā)，盡早占據(jù)競爭力優(yōu)勢。

（四）提高資源能源利用效率

清潔生產(chǎn)和節(jié)能降耗是企業(yè)降本增效的重要手段，在實施超低排放改造的同時重視源頭減碳，深挖能效提升潛力，積極開發(fā)并推廣能源梯級利用，大幅提高能效利用水平。促進能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，探索采用光伏發(fā)電、風力發(fā)電等可再生能源技術(shù)，研發(fā)使用替代能源、替代原料，加強全過程節(jié)能管理，提高燃料替代率，減少化石能源使用，從而降低碳排放。

（五）制定碳達峰行動方案

積極響應(yīng)鋼鐵行業(yè)碳達峰、碳中和行動倡議，立足產(chǎn)品市場區(qū)域特點、產(chǎn)線裝備現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈延伸模式等企業(yè)自身實際，提前謀劃與布局碳減排工作，切實制定企業(yè)碳達峰行動方案和路線圖，推進鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗和綠色低碳轉(zhuǎn)型升級。同時，總結(jié)分析國內(nèi)外先進企業(yè)的經(jīng)驗做法，加強企業(yè)間交流與合作，持續(xù)修正和拓展企業(yè)低碳發(fā)展路徑，為推進企業(yè)碳達峰后深度減碳釋放空間。

（六）研發(fā)推廣低碳工藝技術(shù)

加快實施鋼鐵企業(yè)綠色低碳改造升級，以“減污降碳協(xié)同增效”為抓手，進一步研發(fā)推廣適用的節(jié)能減排技術(shù)、先進的鋼鐵低碳工藝、有效的多行業(yè)耦合模式。優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實行低碳技術(shù)試點示范及推廣應(yīng)用，采用碳捕集、利用與封存（CCUS）等碳匯技術(shù)，在二氧化碳排放到大氣中之前將其捕集，作為工業(yè)生產(chǎn)的原料并循環(huán)利用。高效利用企業(yè)二次能源及資源，與其他行業(yè)協(xié)同推動循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，為實現(xiàn)全社會碳中和提供新的發(fā)展模式。

（七）開展低碳產(chǎn)業(yè)鏈試點示范

開展低碳產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，加快推動低碳鋼鐵產(chǎn)品的認證和推廣應(yīng)用，從全生命周期角度評價產(chǎn)品碳足跡，充分彰顯鋼鐵產(chǎn)品的低碳循環(huán)特征，積極開展綠色低碳發(fā)展示范。開展低碳園區(qū)創(chuàng)建活動，推動低碳產(chǎn)品、低碳工廠、低碳園區(qū)和低碳供應(yīng)鏈全面發(fā)展。同時積極申請各級政府及有關(guān)方面的支持，選擇典型城市和工程項目，在鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域開展低碳產(chǎn)業(yè)鏈的試點示范工作。

（八）加強標準引領(lǐng)和智能化升級

制定單位產(chǎn)品碳排放限額標準，樹立低碳產(chǎn)品領(lǐng)跑者標桿，推進企業(yè)碳排放對標達標，開展低碳診斷，加強配額計量，挖掘降碳空間；研究制定碳排放管理、低碳冶金、智能低碳等相關(guān)標準，引領(lǐng)和規(guī)范企業(yè)持續(xù)向綠色低碳方向發(fā)展。

建立鋼鐵企業(yè)碳排放及碳資產(chǎn)管理體系，加快推進智能制造，對現(xiàn)有生產(chǎn)線進行全面的智能化改造升級，以數(shù)字化和低碳化相結(jié)合，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等先進技術(shù)手段，加強碳排放監(jiān)管，進一步提高低碳水平。

四、結(jié)語

（1）根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，遵循優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)能結(jié)構(gòu)、科學(xué)壓縮粗鋼產(chǎn)量及鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展相關(guān)政策，預(yù)計鋼鐵工業(yè)將在“3060雙碳”目標內(nèi)率先實現(xiàn)碳達峰，之后進入平臺期并緩慢下降。

（2）當前鋼鐵工業(yè)碳減排的核心任務(wù)是控產(chǎn)量調(diào)結(jié)構(gòu)，短期內(nèi)粗鋼產(chǎn)量達峰則碳達峰，調(diào)結(jié)構(gòu)的核心是流程結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，并突破革命性低碳冶金技術(shù)，從而實現(xiàn)深度降碳，為盡早實現(xiàn)碳中和做好儲備。

（3）鋼鐵企業(yè)作為行業(yè)發(fā)展的主體，企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身實際及周邊市場環(huán)境，明確產(chǎn)品定位及發(fā)展方向，從源頭開展節(jié)能低碳減排工作協(xié)同推進，加強過程控制管理和末端治理技術(shù)的突破，讓低碳轉(zhuǎn)型真正成為企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展、提高競爭力的重要引擎。

（4）碳達峰和碳中和要統(tǒng)籌考量，碳達峰峰值高低，取決于粗鋼產(chǎn)量峰值和當時的碳排放系數(shù)，碳達峰峰值越低，則未來碳中和目標更容易實現(xiàn)，所以在碳達峰過程中，鋼鐵行業(yè)整體對碳排放總量的控制力度決定了未來實現(xiàn)碳中和難度的高低。

（5）實現(xiàn)碳達峰、碳中和并非一蹴而就，而是全社會的一場持久戰(zhàn)，需要總體謀劃，科學(xué)推進。單個企業(yè)、單個行業(yè)很難以個體形式實現(xiàn)碳中和，需要國家從宏觀政策方面控制投資方向和投資強度，各行業(yè)協(xié)同推進碳減排，形成循環(huán)經(jīng)濟綠色產(chǎn)業(yè)鏈，最終實現(xiàn)全社會碳達峰目標和碳中和愿景。

本文摘自《中國冶金》2021年第9期