“碳”索大宗之钢铁(三):中国钢铁行业“双碳”三部曲
来源:卓创资讯 高恒宇    发布时间:2023-11-02

在《“碳”索大宗之钢铁(一):钢铁行业降碳路径选择》中提到我国钢铁行业可以通过控制产能增长、优化能源结构和推广碳吸收技术三条路径实现“双碳”目标。那么我国应该如何去利用这三条路径,经历什么样的阶段来实现“双碳”目标呢?本文将分析我国钢铁企业实现“双碳”目标的三个发展阶段。

根据图1的结果看,中国钢铁行业的碳排放量从2001年的4.3亿吨增长到2021年的18.5亿吨,增长了约4.3倍,其碳排放量所占比重也从13%左右增长到18%左右,中国钢铁行业经历了2000-2013年的快速增长期、2014-2017年的低谷期以及2018-2021年的回弹期。目前,我国钢铁行业的粗钢产量和碳排放量仍未处于绝对达峰的阶段,我国钢铁行业仍需要经历大致三个阶段的发展才能顺利实现“双碳”目标。


一、碳达峰平台期(2020-2030年)

首要任务就是粗钢产出总量得到控制,通过以下三个办法可以深入推动我国钢铁行业供给侧结构性改革,实现我国钢铁行业的结构转型和升级:1)钢铁企业的集团化重组,不断淘汰粗钢生产过程中的落后产能;2)严格产能置换办法,非必要不新增产能;3)持续优化钢铁产品进出口政策。

根据图2中卓创资讯监测的数据大致推算,我国钢铁行业的粗钢产量在2020年左右开始已经接近进入碳达峰平台期,只要粗钢产量不再增加,预计“十四五”期间我国钢铁行业便可以实现“碳达峰”的目标,我国钢铁行业的粗钢达峰产量为10.6亿吨左右。根据《世界金属导报》的报道显示,中国长流程炼钢企业的吨钢二氧化碳排放量在2.1吨左右,短流程吨钢二氧化碳排放量为0.9吨左右,而我国现阶段长炼钢占比约为94%,短流程炼钢占比约为6%,因此以粗钢达峰产量10.6亿吨计算,我国钢铁行业“碳达峰”时期的二氧化碳排放总量大约在21.5亿吨/年左右。

钢铁行业在实现“碳达峰”目标之后,会逐年削减粗钢产量,预计在2030,粗钢产量将会下降到9亿吨左右,而我国钢铁行业的长炼钢流程占比将下降到67%,短流程炼钢占比将提升到30%,剩余的3%将由氢冶金技术进行冶炼,我国钢铁行业的二氧化碳排放量预计将下降到15.1亿吨/年左右,下降约29.8%。


二、脱碳化阶段(2030-2050年)

首要任务依旧是控制粗钢产出总量,同时还要淘汰相当一部分落后产能。其次就是提高对废钢资源的使用量,此时的炼钢结构和能源结构也会有所调整,氢还原-电炉流程将会得到极大的突破。最后,就是提高粗钢冶炼过程的智能化监控水平,提高能源的利用效率,降低单位碳排放量。

根据冶金工业规划研究院的有关数据显示,预计到2050年,我国钢铁行业的粗钢年产量将进一步下降至7亿吨左右,此时的长流程炼钢占比约为15%左右,短流程炼钢占比约为70%左右,而氢冶金占比约为15%左右。由于技术进步,此时的短流程炼钢以100%废钢的电炉流程为主且吨钢二氧化碳排放量仅为0.3吨,因此我国钢铁行业的二氧化碳排放量也将下降到3.6亿吨/年,较峰值时下降约85.6%

三、碳中和阶段2050-2060年)

这时候的主要任务是要在全社会基本完成绿电改造,使得电力使用带来的间接碳排放接近于0,其次是进一步控制粗钢产出总量,受限于粗钢产量的减少,电炉炼钢占比有所下降,而氢冶金占比将进一步提高。最后,CCUS技术开始广泛在钢铁行业内普及。

根据冶金工业规划研究院的有关数据显示,预计到2060年,我国钢铁行业的粗钢年产量将会下降到6亿吨左右,二氧化碳排放量预计将下降到1亿吨左右,较峰值下降约95%左右。剩余的1亿吨二氧化碳排放量则通过CCUS或者碳汇以及碳交易的形式进行降碳,最终实现“碳中和”的目标。

整体来看,通过控制粗钢产出总量以及脱碳化生产,包括资源脱碳化、能源脱碳化以及生产流程脱碳化可以有效助力我国钢铁企业通过三个阶段的发展,成功实现“双碳”目标。

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