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双碳背景下,中国钢铁行业如何加速绿色转型?面临哪些挑战与机遇?

北京,10月27日发布,新华财经讯,绿色低碳转型,对钢铁行业达成碳达峰、碳中和目标而言。极为重要,是其高质量发展关键所在。2024年,有这样的情况。中国粗钢产量,已经达到了10.05亿吨,此产量占全球钢产量比例的53.39%,在全球范围内,持续占据着第一的位置。然而,钢铁行业规模不断发展,随之出现了诸多问题。比如资源、能源消耗方面比较高,并且CO2排放量也很大。与此同时呢。钢铁行业面临着来自市场的困难,还有环境带来的挑战以及转型的压力。所以迫切需要进行深度脱碳,加快绿色低碳转型步伐。从而推动可持续以及高质量的发展 。在“双碳”情形当中,中国钢铁行业朝着低碳维度进行转型,于国际社会,于国内社会,遭受了极为广泛的关注 。

气候变化持续加剧之际,中国“双碳”目标的达成期限日益趋紧,另外,欧洲碳边境调节机制,也就是CBAM,会对中国钢铁制造商的一部分市场份额造成影响,在国内外多角度压力之下,中国钢铁行业脱碳迫切需要加大其速度推进 。近年来,国家多个部委,陆续发布了《工业领域碳达峰实施方案》,发布了《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》,发布了《钢铁行业稳增长工作方案》,发布了《钢铁行业节能降碳专项行动计划》,发布了《钢铁行业规范条件(2025年版)》,发布了《钢铁行业稳增长工作方案(2025 - 2026年)》等一系列政策文件,以此来有序指导钢铁行业,朝着低碳方向发展,朝着绿色方向发展。

于钢铁行业历经整体性深度调整的情形之下,钢铁企业遭遇了前所未有的挑战,需求减弱,成本上升,价格下跌,利润下滑等诸多问题相互交织,致使众多钢铁企业皆在为维系生存而苦苦挣扎,面对此类高排放、高污染以及高电耗行业愈发广泛的转型需求,转型金融这一金融工具对于缩减“三高”行业转型资金缺口的作用愈发显著 。对于中国钢铁行业来讲,其所面临的多种挑战,要借助构建更为高标准的转型金融框架来应对,防止为行业里落后的产能以及技术继续提供支持,进而精确地引导资金朝着真正具备先进性与环境效益的领域流动,以此最大程度地为行业的精准转型以及可持续发展目标作出贡献。

一、钢铁工业低碳转型路径

身为我国国民经济发展里的重要支撑性产业,以及高排放行业,钢铁工业需加速低碳转型,对目标任务展开统筹谋划,科学去制定低碳转型方案,这不但属于达成碳达峰、碳中和目标的关键方向,而且还是落实全球应对气候变化目标的重要路径。

1.1 调整钢铁工业结构,提升废钢利用水平

为了进一步深入开展钢铁工业供给侧结构性改革,实实在在地促使钢铁工业从规模大向实力强转变,工业和信息化部进行研究并编制了《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见(征求意见稿)》,其中提出了优化调整产业布局、加速推进兼并重组、按序引导短流程炼钢、深度推进绿色低碳等建议,电炉钢产量占粗钢总产量的比例要提升到15%以上,并且力争达到20%;废钢比要达到30%,我国钢铁工业力争在2025年率先达成碳排放达峰。其CO2排放强度,会因钢铁生产流程的不同,存在很大差异,如不同钢铁生产流程参数表所示 。相比于长流程工艺来说 ,使用废钢的电炉短流程工艺,吨钢CO2排放量能够减少三分之二 。加大废钢的回收与利用,提高电炉钢的使用比例,是实现碳减排的有效途径 。发展电炉钢,是解决资源约束与减碳需求的现实选择 。氢冶金为低碳炼铁提供了技术保障 。二者的协同创新,能有效突破废钢资源短缺的瓶颈,为钢铁行业深度脱碳,提供系统性解决方案 。

不同钢铁生产流程参数表

1.2 实现低碳冶金技术突破,推动钢铁工业低碳技术创新

国外钢铁工业针对具有突破性的低碳技术项目,已在不同程度上展开研究,且取得了一定进展与成效,像欧盟的超低二氧化碳排放项目(ULCOS),日本钢铁工业的COURSE50,韩国浦项的全氢高炉炼铁技术,美国的AISI项目等。我国当下在氢冶金技术方面,亦开展了深入的研究以及合作。国内氢冶金技术实践正逐步展开,虽说起步相对比较晚,不过进度还算比较快,河钢集团、宝武集团、中国钢研集团等企业率先实现突破,在2022年12月的时候,全球首例120万t焦炉煤气零重整氢冶金示范一期工程在河钢张宣科技全线顺利贯通,其直接还原铁日产量达到了1617t,已然达到满负荷生产的状态,并且直接还原铁金属化率稳定在94%以上 。2023年12月建成投产的宝武湛江百万吨级氢基竖炉项目,其与同等规模铁水产量的传统铁前全流程高炉炼铁工艺比,能降低58%至89%的二氧化碳排放量,还可减少二氧化碳排放50万t/a以上,该项目依靠广东湛江沿海丰富的可再生能源资源,探索风光电制氢跟钢铁工艺的耦合路径,具备典型的“绿氢+直接还原铁”示范价值。在2024年1月的时候,有一个全球首条东西,是由中国钢研自主研发以及建设的纯氢多稳态竖炉示范工程,它在山东省临沂市临港区正式运行了,这条竖炉示范生产线有着这样的情况,氢还原海绵铁常态金属化率达到了96%以上,它是在富氢竖炉极限金属化率93%的基础之上取得了质的突破,进而使得氢冶金整体技术发展迈上新台阶 。2025年8月,鞍钢集团所建设的,全球首套绿电绿氢流化床氢冶金中试线,达成了全流程工艺贯通,产出了金属化率达95%的绿色近零碳直接还原铁产品,且已稳定产出,成功达成从实验室研发至中试的跨越,未来鞍钢集团会打造绿色钢材供应链,推进50万吨/年流化床炼铁工业化示范项目建设,该绿色钢材供应链为“绿电制氢—绿氢冶金—绿钢应用” 。是氢冶金技术的突破,促使中国钢铁工业低碳技术得以创新,而且呢,氢冶金技术能够同碳捕集、利用与封存也就是CCUS技术一同运用,这就使得钢铁工业的二氧化碳减排潜力有所增加。CCUS技术是一项具备大规模CO2减排潜力的技术,有希望达成化石能源的低碳利用。CCUS项目的应用极为广泛,在钢铁工业的无碳化进程里能够起到过渡衔接的功效,最终演变成完全无碳的清洁炼钢,采用氢气炼钢。

1.3 改变能源结构模式,实现节能提效

对钢铁生产来讲,能源利用效率会直接影响到其CO2排放废钢回收行业,在未来十年内,钢铁工业节能减排重点在于提升能效水平,当前,各钢铁企业面临着巨大的节能、降碳、减排压力,按照我国资源条件,赶快提高钢铁企业能源利用效率,并且改变国内钢铁工业的原料结构与流程结构,像使用大比例球团矿, 增加废钢用量,提升电炉炼钢流程比例等,才能把节能减排迫在眉睫的发展目标达成,成为实现碳达峰、碳中和的有力保障。钢铁工业需从根本之处对此能源消费结构予以改善,将煤炭消耗予以减少,把可再生能源利用技术予以提升,从而达成能源结构低碳化的发展,从源头着手去解决因以煤炭作为主要能源结构而引发的碳排放问题。国际能源署,也就是IEA,针对钢铁行业的能源结构作出了预测,就如同2050年钢铁行业的能源结构图所呈现的那样。能源管控系统乃是国家工信部所推出的节能先进适用技术当中的一项,同时也是企业达成能源精细化管理的关键举措。将智慧能源系统予以更进一步的开发,大力去发展智能制造废钢回收行业,这是提升能效的关键入手之处,也是达成钢铁工业绿色化以及智能化发展的关键办法措施。

2050年钢铁行业的能源结构图

1.4 推进产业间耦合发展,构建跨资源循环利用体系

《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见(征求意见稿)》表明,要推进产业间耦合发展,构建跨资源循环利用体系,力争率先达成碳排放达峰。钢铁生产不但能够制造钢铁产品,还拥有能源转换以及社会大宗固体废弃物的消纳处理功能 。钢铁生产的副产品像高炉渣能够制造水泥,蒸汽和副产煤气可用于发电或者化工行业 。推进产业间耦合发展,强化钢化联产能够实现钢铁生产中副产品的高附加值利用,是达成钢铁工业的碳达峰的重要实施途径 。

1.5 积极开展碳达峰及降碳行动,加强碳资产管理

2017年12月,中国碳排放权交易体系正式在全国统一运行,《关于切实做好全国碳排放权交易市场启动重点工作的通知》指出,钢铁工业应该做好参与碳资产管理的相关工作,核心企业应发挥示范引领作用。随着《全国碳排放权交易市场覆盖钢铁、水泥、铝冶炼行业工作方案》发布实施,降碳行动得到进一步重视。碳资产存有政府分配的碳排放指标,还含有通过清洁发展机制(CDM)认证获取的减排量,以及经由交易得到的碳资产,这些资产自身便能够给钢铁企业带来直接收益,其还涵盖钢铁企业的碳管理技术与理念等。钢铁企业要对自身予以全面的碳核查,强化碳预算管理且构建碳预算框架,并且搭建碳资产管理绩效评价体系,以此指导企业碳资产管理的运行。经过推行碳资产管理,能清楚地察觉到减排指标、技术指标、财务绩效等诸多因素彼此间的关联,进而更为科学地管控钢铁企业的碳资产,提升产品的市场竞争力。

二、钢铁低碳转型面临的机遇与挑战

废钢回收行业_钢铁工业高质量发展策略_钢铁行业低碳转型路径

处在“双碳”目标的指引状况之下,中国的钢铁行业正处于深度转型的关键阶段之时,机遇跟挑战是同时存在着的。

任务转型是一项艰巨无比、难度超高的事情。中国钢铁行业规模巨大,粗钢产量长时间占据全球一半多,生产流程主要是高炉 - 转炉,占比超过90%,此流程以焦炭、煤等化石能源作为主要能源,碳排放强度很高。要从根本上降低排放,就得推动生产路线朝着电炉短流程或者氢基直接还原流程转变,这不但涉及冶炼设备要大规模更新,还意味着能源消费结构要从煤焦主导转变成可再生电力与绿氢,基础设施、能源供给以及成本压力都形成了巨大挑战。

2)自主创新能力急需得到提升,我国钢铁工业规模处于领先位置是这个情况,然而在原始创新、基础创新以及共性技术这些方面,和日本、德国等钢铁强国相比较而言,依旧存在着不足之处。氢气直接还原铁技术在国内的部分试点已经有应用情况了,可是它的核心环节,像是绿氢的低成本制取、稳定运输以及高效储存这些方面,仍然属于短板。CCUS在部分钢厂开展了示范,不过捕集率、封存稳定性以及经济性都有待去突破。而电解冶金等更具有颠覆性的技术还停留在实验室阶段,距离实现产业化还有着比较大的距离。

3)低碳绿色突破性技术依旧得持续使劲。虽说“十四五”阶段我国钢铁工业于绿色转型这儿有了些进展,然而技术应用的深度以及广度还是显得不够。不管是直接还原铁、CCUS,又或者是短流程电炉联合高比例废钢利用、智慧能源调度等技术,通通普遍面临着投资高,回收周期长的难题,并且和可再生能源供应、电网负荷以及原料保障等因素紧密关联,所以急切需要政策引导以及全行业共同推进。

在我国,钢铁产业链供应链存在薄弱环节,产业韧性以及自我发展能力需要提高,对此的推动明显。通过建立钢铁绿色全产业链管理体系,协同优化上下游资源,增强产品环境绩效尤为必要,提升行业竞争力需求迫切。像上游电力行业的低碳进展,风光发电比例提升,继而电网灵活性增强,都呈显著态势,是真实情状;下游汽车、家电等行业已开始采购低碳钢产品,反向推动钢铁企业减排。这种跨行业联动不仅有助于形成稳定的绿色材料市场,另外也能分摊降碳成本、加快规模化应用,起到重要作用。

金融的支撑至关重要,政策工具的支撑也至关重要。国内碳排放权交易市场把钢铁行业纳入重点监管范围,碳配额价格有波动,这直接影响企业经营决策。欧盟碳边境调节机制如这类国际规则会对出口产品施加额外碳成本,迫使企业加快低碳布局,在完善钢铁行业转型金融标准体系时,“高标准”的设定会成为行业“真转型”的关键。

三、高质量发展的策略与方向

在结合国家相关政策以及具体实施路径指导性意见的基础之上,针对中国钢铁行业低碳转型发展方向,提出意在助力中国钢铁行业碳达峰、碳中和目标早日实现的钢铁行业高质量发展的策略和政策建议。

推动钢铁行业进一步行进在朝高质量、减量化乃至低碳绿色发展方向迈进的道路上,要巩固好已经取得的化解钢铁过剩产能的所成成果,对钢铁产业加以引导,促使其朝着健康的态势发展,将总量控制以及产能置换这两项要求切实予以落实,持续不断地优化产业布局方面的调整,深入地推进钢铁工业领域的供给侧结构性改革 。

推进兼并重组,鼓励处于行业领先地位的企业加大兼并重组的力度,提升产业布局和市场需求之间的匹配程度,提高市场的集中程度,以进一步优化市场结构 。

大力开展先进节能减排技术的研发、推广工作,推进工序间界面衔接技术,加强全流程系统能效提升,通过钢铁生产过程物质流与能量流协同优化来实现,构建全流程高保真数字孪生技术,深挖节能降碳潜力。

4)创新促使低碳冶炼技术实现突破且进行创新,强化推广并加以应用,围绕富氢或者全氢气基作为基体进行直接的还原,富含氢气碳方面的循环高炉这般属于氢冶金所涵盖的相关技术,钢铁近乎最终形态制造的相关技术之内的东西,再联合高品质绿色钢铁材料制备技术这些绿色低碳技艺开展研制工作 ,进行发展,进行深入探索 ;。

建立废钢资源循环利用政策引导机制,并进一步加大废钢资源回收力度,同时加强废钢分级优选管理水平,进而推进废钢资源高质量循环利用,有序引导电炉短流程炼钢发展。

(6)积极大力地推进清洁能源进行替换,激励企业去采用太阳能、风能等具备可再生性质能源的利用技术,以及绿电、绿氢等这样子的技术,使得钢铁行业的电气化水平得以提升,强化“绿氢”从生产到运输再到储存的成套技术等方面的开发与应用;。

按顺序推动钢铁与化工、建材、电力等行业协同降低碳排放,强化钢铁 - 化工联产技术跟CO2捕集及资源化利用技术等,提升碳汇能力,达成资源高效循环利用;。

八)强化国际间合作,踊跃投身于国际低碳政策以及贸易规则的探究、拟订工作,以此来为钢铁行业的低碳转型发展提供支持;借由“一带一路”进一步推动国际化布局,加大海外投资以及项目建设力度,进而提高全球产业竞争力;。

首先,要逐步推行碳配额政策,接着,推进碳交易政策落地,然后,实施碳税政策,同时,强化标准的执行,并且,开展相关脱碳化立法工作等,以此帮助钢铁行业碳达峰、碳中和目标平稳达成;。

首先,完善高标准体系,此体系为钢铁行业转型金融标准体系,要进一步明确项目分类目录,该目录是钢铁企业适用转型金融标准的,还要明确量化指标,并且要确保其先进性,在明确信息披露等必要条件的同时,依据行业技术革新进行动态调整,以此全面促进钢铁行业低碳转型的良性发展。

【作者张琦为东北大学低碳钢铁前沿技术研究院副院长】

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