鋼鐵行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，為推動(dòng)新型工業(yè)化進(jìn)程做出了巨大貢獻(xiàn)。但由于其能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主，鋼鐵行業(yè)面臨能源轉(zhuǎn)型壓力比其他行業(yè)更大。目前中國(guó)鋼鐵工業(yè)購(gòu)入能源中，電力消費(fèi)不足10%，煤炭和焦炭占比高達(dá)90%以上。在電力消耗中，綠電（光伏、風(fēng)電）預(yù)計(jì)比例不超過1%。
在大氣污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻的當(dāng)下，鋼鐵行業(yè)在“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過程中有哪些規(guī)劃？如何應(yīng)對(duì)歐洲碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制（CBAM）啟動(dòng)帶來的挑戰(zhàn)？鋼鐵行業(yè)綠色發(fā)展中還將遇到哪些困難？圍繞上述上問題，《能源高質(zhì)量發(fā)展》近日采訪了冶金工業(yè)規(guī)劃研究院黨委副書記、院長(zhǎng)范鐵軍。
一、鋼鐵行業(yè)的“雙碳”目標(biāo)與路徑
在范鐵軍看來，鋼鐵低碳轉(zhuǎn)型是一項(xiàng)復(fù)雜、龐大的系統(tǒng)工程，挑戰(zhàn)巨大，任重道遠(yuǎn)。中國(guó)鋼鐵始終秉承綠色發(fā)展理念，以淘汰落后、節(jié)能降耗、超低排放、智能制造等方式積極行動(dòng)，促進(jìn)鋼鐵低碳轉(zhuǎn)型。
中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)鋼鐵工業(yè)“雙碳”愿景及技術(shù)路線圖》顯示，我國(guó)鋼鐵行業(yè)要確保2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，到2030年（近期），鋼鐵行業(yè)具備較2020年二氧化碳排放總量降低15%的資源條件和技術(shù)能力。到2040年（近中期），鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放總量較2020年降低40%。到2050年（中遠(yuǎn)期），鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放總量較2020年降低85%，通過產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、更高性能鋼鐵產(chǎn)品升級(jí)應(yīng)用等舉措，可為下游行業(yè)和社會(huì)降碳約2.8億噸，為實(shí)現(xiàn)碳中和夯實(shí)基礎(chǔ)。到2060年（遠(yuǎn)期），鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放總量較2020年降低95%，借助碳匯與社會(huì)力量，實(shí)現(xiàn)碳中和。
范鐵軍表示，鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，根本的解決途徑在于低碳技術(shù)進(jìn)步，核心是技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)突破和技術(shù)推廣。一是系統(tǒng)能效提升，通過深度節(jié)能技術(shù)應(yīng)用與裝備升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)能源精細(xì)化管控，余熱余能應(yīng)收盡收，做到全系統(tǒng)極致能效。二是資源循環(huán)利用，將鋼鐵生產(chǎn)流程產(chǎn)生的固、液、氣等二次資源以及社會(huì)產(chǎn)生的廢鋼等二次資源，通過鋼鐵循環(huán)高效再利用，實(shí)現(xiàn)資源利用價(jià)值最大化。三是流程優(yōu)化創(chuàng)新，立足現(xiàn)有工藝及裝備，通過調(diào)整和優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)、工藝結(jié)構(gòu)和用能結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新鋼鐵制造工藝流程，提升流程效能。四是冶煉工藝突破，擺脫傳統(tǒng)工藝流程和裝備的束縛，尋求關(guān)鍵技術(shù)變革性創(chuàng)新。重大的冶煉工藝突破是鋼鐵行業(yè)近中期和中遠(yuǎn)期快速減碳的關(guān)鍵。五是產(chǎn)品迭代升級(jí)，基于鋼鐵產(chǎn)品全生命周期評(píng)價(jià)，通過開發(fā)更高性能的綠色鋼鐵產(chǎn)品，使鋼鐵材料具有更高強(qiáng)度、更高壽命、更高效能，減少鋼鐵材料用戶需求量。六是捕集封存利用，將二氧化碳從鋼鐵制造排放源中分離，并經(jīng)濟(jì)高效封存、固化或資源化利用，是實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)碳中和的重要保障。
事實(shí)上，“雙碳”目標(biāo)提出后，鋼鐵行業(yè)積極響應(yīng)、迅速行動(dòng)，其中以中國(guó)寶武、鞍鋼集團(tuán)、河鋼集團(tuán)、包鋼集團(tuán)、建龍集團(tuán)、中信集團(tuán)為代表的央企、先進(jìn)國(guó)企及民營(yíng)企業(yè)先后發(fā)布低碳宣言，公布了低碳發(fā)展行動(dòng)路線，明確目標(biāo)、主要降碳路徑及技術(shù)方案。
“從總體發(fā)展目標(biāo)來看，大多數(shù)企業(yè)將碳中和目標(biāo)定在2050年，充分體現(xiàn)了中國(guó)鋼鐵企業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化的積極性。同時(shí)考慮到2050年碳中和目標(biāo)的長(zhǎng)期性，絕大多數(shù)鋼鐵企業(yè)均制定階段性目標(biāo)，例如，中國(guó)寶武設(shè)定‘2025年具備減碳30%工藝技術(shù)能力，2035年力爭(zhēng)減碳30%’階段性目標(biāo)。從實(shí)施路徑來看，在鋼鐵行業(yè)總體低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑指導(dǎo)下，各企業(yè)結(jié)合自身能源資源條件及發(fā)展特點(diǎn)，重點(diǎn)圍繞企業(yè)自身降碳及社會(huì)協(xié)同降碳兩方面推進(jìn)?！狈惰F軍說。
二、來自歐洲碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制的挑戰(zhàn)
歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制（CBAM）已于2023年5月17日正式生效，CBAM將覆蓋鋼鐵、水泥、鋁、化肥和電力等行業(yè)，并擴(kuò)展到氫氣、特定條件下的間接排放、某些前體（如燒結(jié)礦）以及一些簡(jiǎn)單的下游產(chǎn)品，如螺釘、螺栓等簡(jiǎn)單鋼鐵制品，2023年10月1日起進(jìn)入過渡期，進(jìn)口商需要報(bào)送碳排放信息，2026年起開始正式征收“碳關(guān)稅”。
范鐵軍認(rèn)為，鋼鐵行業(yè)作為被納入CBAM的行業(yè)，將面臨一定挑戰(zhàn)，但短期影響有限，長(zhǎng)期影響會(huì)上升。
短期來看，CBAM實(shí)施后，我國(guó)鋼鐵企業(yè)將面臨對(duì)歐盟鋼鐵出口成本上升、價(jià)格優(yōu)勢(shì)縮小、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力下降的挑戰(zhàn)。按照目前CBAM規(guī)則進(jìn)行初步估算，CBAM實(shí)施將導(dǎo)致我國(guó)鋼鐵行業(yè)出口成本增加4%—6%，大概每年需要向歐盟支付“碳關(guān)稅”2億—4億美元，將削弱我國(guó)鋼鐵行業(yè)的成本優(yōu)勢(shì)。無論是從鋼材產(chǎn)品的出口量，還是可能支付的“碳關(guān)稅”額度來看，短期影響是可控的。
長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，隨著歐盟深度減排政策的持續(xù)推進(jìn)，歐盟免費(fèi)配額的逐步退出，CBAM覆蓋范圍逐步擴(kuò)大，將會(huì)導(dǎo)致中國(guó)鋼鐵產(chǎn)品需要承擔(dān)更高的對(duì)歐出口成本，疊加其他發(fā)達(dá)國(guó)家可能也會(huì)設(shè)置類似CBAM的貿(mào)易壁壘，對(duì)我國(guó)鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生的影響將更加廣泛。
對(duì)于如何應(yīng)對(duì)CBAM實(shí)施后對(duì)我國(guó)鋼鐵企業(yè)產(chǎn)生的影響，范鐵軍建議：一是積極推動(dòng)綠色低碳發(fā)展。開展傳統(tǒng)高爐轉(zhuǎn)爐工藝節(jié)能減碳技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)極致能效；提高廢鋼使用量和電爐短流程煉鋼占比；不斷探索氫冶金、CCUS等創(chuàng)新低碳技術(shù)研發(fā)及示范推廣應(yīng)用。優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，加大太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源利用。
二是加強(qiáng)基礎(chǔ)能力建設(shè)。鋼鐵企業(yè)應(yīng)持續(xù)跟蹤C(jī)BAM相關(guān)政策細(xì)節(jié)，做好數(shù)據(jù)報(bào)送的準(zhǔn)備，降低風(fēng)險(xiǎn)。此外，應(yīng)全面提升碳排放管理能力，結(jié)合國(guó)內(nèi)及歐盟碳市場(chǎng)建設(shè)現(xiàn)狀，從碳排放統(tǒng)計(jì)核算規(guī)則、碳配額分配方案、完善MRV體系、建立碳排放管理體系、加強(qiáng)碳市場(chǎng)培訓(xùn)等方面開展相關(guān)工作，全面摸清碳排放家底，為納入全國(guó)碳市場(chǎng)及降低CBAM影響奠定基礎(chǔ)。
三是提升應(yīng)對(duì)貿(mào)易挑戰(zhàn)的能力。鋼鐵企業(yè)應(yīng)持續(xù)跟蹤研究國(guó)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則的最新變化，逐步建立應(yīng)對(duì)包括碳關(guān)稅在內(nèi)的綠色壁壘預(yù)警機(jī)制，同時(shí)提前做好CBAM碳排放報(bào)告編制。以綠色技術(shù)創(chuàng)新為核心，轉(zhuǎn)變產(chǎn)品出口發(fā)展方式，優(yōu)化貿(mào)易結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品低碳競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大高附加值產(chǎn)品出口。
三、鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)型過程中的考量
成本問題一直是企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中繞不過去的話題，范鐵軍指出，鋼鐵企業(yè)是否會(huì)增加成本總體應(yīng)從以下兩方面考慮：
一是明確什么是向“綠鋼”“低碳鋼”轉(zhuǎn)型發(fā)展。在全球低碳發(fā)展背景下，鋼鐵行業(yè)也正在向著大幅降低溫室氣體排放的轉(zhuǎn)型，轉(zhuǎn)型過程中針對(duì)鋼鐵產(chǎn)品的低碳屬性出現(xiàn)了不同種類的術(shù)語描述，包括低碳鋼、綠色鋼材、零碳鋼、凈零碳鋼、碳中和鋼、零化石燃料鋼等。盡管國(guó)際、國(guó)內(nèi)尚沒有形成統(tǒng)一的針對(duì)低碳排放鋼的定義及標(biāo)準(zhǔn)，但泛指采用先進(jìn)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)，低于一定碳排放水平以下鋼鐵產(chǎn)品的總體原則已達(dá)成共識(shí)。在此背景下，汽車、家電、建筑等行業(yè)已經(jīng)紛紛提出了明確的低碳產(chǎn)品供給和鋼材降碳的要求。例如，寶馬集團(tuán)提出目標(biāo)到2030年單車全生命周期碳排放量較2019年降低至少40%。
二是向“綠鋼”“低碳鋼”轉(zhuǎn)型發(fā)展鋼鐵企業(yè)需要做哪些工作。盡管鋼鐵企業(yè)在持續(xù)推動(dòng)綠色低碳轉(zhuǎn)型工作，但基于“綠鋼、低碳鋼”轉(zhuǎn)型發(fā)展要求仍需做出更大的轉(zhuǎn)型努力。
范鐵軍表示，現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)以中國(guó)寶武、河鋼集團(tuán)為代表的龍頭企業(yè)已經(jīng)開展積極行動(dòng)以應(yīng)對(duì)下游行業(yè)供應(yīng)鏈減碳的需求。
2022年8月，河鋼集團(tuán)與寶馬集團(tuán)聯(lián)合打造綠色低碳汽車用鋼供應(yīng)鏈。承諾從2023年中期開始，寶馬沈陽(yáng)生產(chǎn)基地量產(chǎn)車型將逐步使用河鋼的低碳汽車用鋼。相較于傳統(tǒng)鋼材，“低碳鋼”的生產(chǎn)過程將少產(chǎn)生10%—30%的二氧化碳。2026年起，寶馬沈陽(yáng)生產(chǎn)基地開始在整車量產(chǎn)過程中使用河鋼生產(chǎn)的綠色汽車用鋼。“綠鋼”主要基于綠電和電爐等工藝，生產(chǎn)過程將逐步實(shí)現(xiàn)減少二氧化碳排放量95%。
2022年11月，北京奔馳與寶鋼股份簽署合作備忘錄。承諾將在2023年逐步提供碳排放強(qiáng)度大幅降低的低碳鋼，從2026年起借助“氫基豎爐—電爐”的技術(shù)路徑，車輛用鋼的碳排放強(qiáng)度將逐步降低50%—80%，隨后還將提供減碳95%的“綠鋼”。
可以看到，鋼鐵企業(yè)在推動(dòng)低碳鋼產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，將采取氫冶金、綠電綠氫技術(shù)等諸多前沿低碳技術(shù)的集成應(yīng)用，這將面臨巨大資金投入。同時(shí)，廢鋼、綠氫成本高，生產(chǎn)低碳鋼產(chǎn)品的實(shí)際制造成本也遠(yuǎn)高于常規(guī)鋼鐵產(chǎn)品。
值得注意的是，雖然我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)布局加速，但氫能要想在鋼鐵行業(yè)低碳化發(fā)展過程中發(fā)揮更大作用還需克服很多困難。這其中包括：
一是氫冶金需要高品位鐵礦資源保障。氫基豎爐直接還原鐵+電爐工藝流程需要使用高品位球團(tuán)礦（TFe含量要達(dá)到67%），以保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低電爐冶煉電耗、石灰等資源消耗。高品位鐵礦石資源相對(duì)缺乏制約氫基直接還原技術(shù)大規(guī)模推廣。
二是綠氫資源少、利用成本高?，F(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)化氫冶金示范項(xiàng)目主要以焦?fàn)t煤氣作為氫來源，純綠氫冶金還處于試驗(yàn)研究階段。目前綠氫資源少，主要分布在新疆、寧夏、內(nèi)蒙古等可再生能源豐富地區(qū)，而且，現(xiàn)有可再生能源制氫工藝的成本約是工業(yè)副產(chǎn)氫的2—3倍。
三是氫冶金技術(shù)難度大，原創(chuàng)技術(shù)少。氫基直接還原煉鐵技術(shù)研發(fā)難度大，目前在反應(yīng)器國(guó)產(chǎn)化、提高耐氫蝕性、完善熱平衡等關(guān)鍵問題還需要突破。同時(shí)，氫冶金的發(fā)展要與制氫、儲(chǔ)氫技術(shù)發(fā)展協(xié)同推進(jìn)，目前氫的大規(guī)模、低成本制備技術(shù)還需突破，可再生能源制綠氫與冶金流程耦合難度大。
“氫能在鋼鐵行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景主要包括氫冶金、氫能交通和軋鋼等生產(chǎn)工序，其中，氫冶金是鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要途徑，未來具有較大的發(fā)展前景。但氫冶金目前仍處于起步階段，在實(shí)質(zhì)性研發(fā)與應(yīng)用方面仍面臨巨大挑戰(zhàn)?！狈惰F軍強(qiáng)調(diào)。
