钢铁行业的双碳之路与降碳进度设想

2022-11-24 00:00


中国正在制定碳达峰碳中和的1+N政策体系作为实现双碳目标的时间表、路线图[1]。就钢铁行业而言,可以采取总量控制、技术升级到经济保障的一系列行动保证钢铁行业的双碳目标实现。按照有关专家的预测,通过总量控制、提高废钢循环利用率等措施中国钢铁的产量将在2025年左右达峰,粗钢产量峰值约10.65亿吨[2, 3]。2020年中国的粗钢产量就已经实现了10.65亿吨左右。如果2025年粗钢产量达到峰值,那么中国钢铁行业的双碳目标的实现与产量调控关系不大,主要是技术层面的减排需求。下面,我们将简要从技术层面分析钢铁行业的双碳之路。

一、我国钢铁行业的双碳目标

根据工业和信息化部、国家发展和改革委员会、生态环境部三部门近日联合印发《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》和中国钢铁工业协会发布的《中国钢铁工业“双碳”愿景及技术路线图》(以下简称“路线图”),钢铁行业要确保2030年实现碳达峰;2060年借助碳汇和社会力量实现碳中和,中国钢铁行业落实从碳达峰到碳中和的目标是30年时间。

二、我国钢铁行业实现双碳目标的路径

(一)实现双碳目标的技术标准体系

1.执行国际标准

我国作为世界钢铁协会的会员国,将执行其根据联合国可持续发展目标(SDGs)在官方网站上公布钢铁行业可持续发展宪章的9项原则和20项标准。该标准分别从CO2排放和能源、CO2减排计划和目标、生命周期清单数据、废物和副产品、环境改善、空气和水排放、环境管理体系、安全数据、安全管理体系、安全性能、钢铁行业安全生产日、员工培训、管理方针、社区参与或投资、供应链、商业行为、可持续发展报告、利益相关者参与、投资和经济价值分配等方面督促世界钢铁协会会员组织积极参与可持续发展项目,该标准也是我国钢铁行业制定可持续发展目标和绩效达的重要参考[4]

2.执行新的国内标准

双碳目标提出以来,我国颁布了钢铁行业主要生产工序标杆水平和基准水平的能耗要求2022年2月11日,国家发展改革委官发布了《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》[6]现行标准为《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平(2021年版)》中规定的钢铁行业高炉工序、转炉工序、电弧炉冶炼(30吨<公称容量<50吨)和电弧炉冶炼(公称容量≥50吨)的能效标杆水平和基准水平为361千克标准煤/吨和435千克标准煤/吨、-30千克标准煤/吨和-10千克标准煤/吨、67千克标准煤/吨和86千克标准煤/吨、61千克标准煤/吨和72千克标准煤/吨。按照设定目标,在“十四五”期末的2025年,钢铁行业炼铁、炼钢工序能效标杆水平以上产能比例达到30%,能效基准水平以下产能基本清零[5]

考虑到我国双碳目标和最新政策要求[7]中能耗双控要向碳排放总量和强度双控(以下简称“碳排放双控”)过渡,钢铁行业的技术标准趋向于定位于各工序的碳排放的总量和强度等与减碳直接相关的定量化指标当前,我国也正在开展连铸工序、电炉工艺及装备技术改造、电弧炉余热回收利用技术、干熄焦超高温超高压余热发电技术等19个钢铁行业的工业节能与绿色标准的制定工作[8],基于钢铁行业双碳愿景,推进钢铁行业从碳排放总体管控向生产关键环节的标准化管理也正在逐步落实之中

(二)钢铁行业的双碳技术路线

我国制定碳达峰碳中和的1+N政策体系提出十大行动[9](以下简称“十大行动”)。就钢铁行业而言,工信部首先颁布了《钢铁行业节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》[5],提出 “十四五”期间钢铁行业将在先进技术攻关和成熟工艺普及推广方面提升钢铁行业节能减碳水平。在先进技术攻关方面,围绕副产焦炉煤气或天然气直接还原炼铁、高炉大富氧或富氢冶炼、熔融还原、氢冶炼等低碳前沿技术的研发发力;在成熟工艺普及推广方面,实现绿色技术工艺、余热余能梯级综合利用、能量系统优化、能效管理智能化、通用公辅设施改造、循环经济低碳改造六个方面的行动。

在“十四五”节能减碳技术升级的基础上,钢铁行业的“双碳”技术路径双碳路径综合考虑资源禀赋、能源结构和发展状况突出科技创新核心关键作用着重体现系统效能提升、资源循环利用、流程优化创新、冶炼工艺突破、产品迭代升级、捕集封存利用六大技术路径,并注重个路径关键技术上双碳目标的不同阶段的各自分工

三、钢铁行业双碳目标的进度安排和政策支持

(一)双碳目标的降碳进度设想

到目前为止,尚没有权威机构公布可靠的2020年钢铁行业排放数据,这里以有关文章发布的14.9~15.6亿吨[10~11]的中间值15.3亿吨为例,说明文中提及技术路径的减排量。以路线图的设定为基础,2020年为基准期,每十年为一期,钢铁行业的双碳目标可分为近期(2020~2030)、近中期(2030~2040)、中远期(2040~2050)和远期(2050~2060)四个阶段,对应的CO2减排比例分别为15%、40%、85%和95%,对应的减排量分别为2.30亿吨、6.12亿吨、13.01亿吨、14.54亿吨。

系统效能提升、资源循环利用、流程优化创新、冶炼工艺突破、产品迭代升级、捕集封存利用六大技术路径对应的CO2减排比例分别为10%~15%、15%~20%、25%~30%、20%~25%、10%、5%~15%,取各比例中间值对应的减排量分别为1.91亿吨、2.68亿吨、4.21亿吨、3.44亿吨、1.53亿吨、1.53亿吨。流程优化创新是减排效果最明显的技术路径,也即通过精准管理,立足现有原料、工艺、用能,利用结构的优化重组,或者创新钢铁制造工艺流程,就能降低四分之一以上的二氧化碳减排。

如果六大技术路径能充分发挥预期作用,那么2030年碳达峰、2060年的钢铁行业碳中和的目标是可以如期实现的。得一提的是,作为净零排放的最后一公里,2060年碳中和目标实现的时候,钢铁行业仍将有不多的碳排放量产生,这时碳汇CCUS技术及两者相结合的BECCUS等技术将起到关键性作用。也即,就技术和经济层面而言,钢铁行业的双碳之路是不同关键性减碳技术在不同阶段组合作用的结果。

(二)钢铁行业双碳之路的政策支持

1.加大对钢铁行业绿色转型的金融中支持

钢铁行业的双碳目标实现,其实就是绿色发展的转型过程。没有金融的支持,仅仅靠提高钢铁行业的国际标准、规定技术路径和制定降碳进程安排,这种绿色转型并不能够自动实现。因此,需要配套以信贷、债券、保险、信托、碳交易市场等金融工具和政策的支持,包括利率优惠、财政的贴息等。这种支持推动钢铁行业向绿色低碳转型,也将最终影响钢铁上下游产业的整体减碳水平。

2.充分发挥科研人员和科技成果在降碳中的作用

钢铁行业双碳目标实现,离不开技术的提高和改善,而技术提高和改善的关键在于科技和研发人员的积极性、创造性。科技研发人员的创造性是基础理论和应用成果不断积累和迭代升级的过程从研发到应用不是一蹴而就实现的需要分阶段有计划地实现,要建立起激励研发人员进行降碳技术研发创新的薪酬机制和职称晋升机制

同时要建立起有效的科技成果转化机制。科技成果的转化离不开价值规律的作用,好的激励机制可以促进科研成果转化为真正的生产力。双碳目标的实现,对于科研来说,需要巨大资金投入和个人智力、经历和时间投入,科研成果的转化不仅要弥补成本,获得利润,更重要的在于支持双碳科研的可持续性。因此,需要设计好的成果转化机制,比如允许科研人员的智力和付出可以在薪酬之外股权化、股份化,甚至进行股权转让,既可吸引社会资本支持研发,也有利于激发研究人员多出具有实效的科研成果,这对钢铁行业的绿色低碳转型具有重要意义。

参考文件:

[1] 中国财富管理50人论坛. 解振华详解制定1+N政策体系作为实现双碳目标的时间表、路线图 .国家应对气候变化战略研究和国际合作中心. http://www.ncsc.org.cn/xwdt/gnxw/202107/t20210727_851433.shtml

[2] 李新创.钢铁产量与碳排放2025年将达峰,要从产业与用能方面推进. 21世纪经济报告. 2021年12月1日. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1717906164274112679&wfr=spider&for=pc

[3] 环球网.钢铁企业寻求高质量发展:产量达峰下绿色低碳转型加速. https://capital.huanqiu.com/article/4A0oZqcHPze

[4] 世界钢铁协会.2022世界钢铁统计数据. https://worldsteel.org/steel-topics/statistics/world-steel-in-figures-2022/

[5] 钢铁行业节能降碳改造升级实施指南(2022年版). 华人民共和国国家发展和改革委员会、中华人民共和国生态环境部、中华人民共和国工业和信息化部公告(2018年 第17号). https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/gg/201901/t20190118_961216.html?code=&state=123

[6] 工信微信. 工信部等三部门联合印发《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》. 2022年2月7日

[7] 国务院关于落实《政府工作报告》重点工作分工的意见(国发〔2022〕9号).2022年3月25日. http://www.gov.cn/zhengce/content/2022-03/25/content_5681343.htm

[8] 工信部节能与综合利用司. 2022年度工业节能与绿色标准研究项目公示. 2022年11月4日

[9] 碳达峰碳中和工作领导小组办公室、全国干部培训教材编审指导委员会办公室. 碳达峰碳中和干部读本.党建读物出版社. 2022年6月

[10] 李哲.能源供给以稳为主,冶金低碳化进程催生新趋势. 中国经营报. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1742309983092124885&wfr=spider&for=pc

[11] 周存龙.“双碳”目标下山西省钢铁行业新技术应用展望. 山西省科技厅. http://kjt.shanxi.gov.cn/ztzl/tdftzh/zjgd/202204/t20220429_5920909.shtml

[12] 我的钢铁网. “双碳”要求致金属矿业承压巨大,粗钢碳排放量列我国主要金属末位. http://www.tanpaifang.com/tanguwen/2021/1223/81344.html

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