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钢铁业“十四五”将实现碳达峰,低碳转型仍面临“三重阻碍”

[互联网] [佚名] 2022-05-06

最新研究结果显示,我国钢铁行业二氧化碳将于“十四五”时期达峰并在之后逐步下降。但钢铁业实现低碳转型仍面临着工艺转变困难、管理不够系统科学、节能减排技术创新弱等“三重阻碍”。

全国两会即将召开之际,生态环境部环境规划院、冶金工业规划研究院、清华大学环境学院等专家,以及民进中央等都对我国钢铁行业加快低碳转型提出意见和建议。

清华大学环境学院教授王灿认为,钢铁行业的低碳转型对于我国实现碳达峰碳中和目标具有至关重要的作用,有必要提前研究“双碳”目标下中国钢铁行业的发展路径及技术路线图。

“十四五”实现碳排放达峰

钢铁行业是我国重要的二氧化碳排放源。由于规模体量大和其生产工艺特性,我国钢铁行业二氧化碳排放贡献突出。据测算,我国钢铁行业能源活动中二氧化碳排放量占全国的15%左右,是仅次于电力行业的碳排放大户。

2000年以来的国家统计年鉴数据显示,我国粗钢、生铁产量年均增速分别为11.1%、10%。我国粗钢产量在全球总产量中的占比从15%增至57%,生铁产量占比从23%增至63%。

生态环境部环境规划院助理研究员汪旭颖表示,作为典型的资源能源密集型产业,钢铁行业加快绿色低碳转型、尽早实现碳达峰并有效降碳,既是行业自身高质量发展的内在需要,也是支撑落实国家碳达峰、碳中和目标的客观要求。

汪旭颖介绍,“十一五”以来,我国在钢铁行业推行节能减排战略,尤其是“十三五”时期,钢铁行业深入推进供给侧结构性改革,节能降耗、超低改造等取得积极进展,吨钢综合能耗持续下降。

中国钢铁工业协会统计数据显示,2020年,我国重点钢铁企业吨钢综合能耗为545.27千克/吨(以标准煤计),比2015年下降了4.9%。

尽管如此,当前我国钢铁行业作为资源能源密集型产业的属性仍未改变。长期以来,我国钢铁行业生产方式以长流程炼钢为主,对铁矿石资源以及煤炭、焦炭等能源高度依赖,导致资源能源消耗突出。

多年从事钢铁行业节能低碳研究的冶金工业规划研究院正高级工程师李冰介绍,作为世界上最大的钢铁生产和消费国,我国钢铁行业未来仍将保持较高位运行,给碳排放控制带来进一步压力,行业绿色低碳转型已迫在眉睫。

上述机构测算结果表明,我国钢铁行业二氧化碳总排放量有望在2020~2024年期间达到峰值。

低碳转型存在“三重阻碍”

3月1日,民进中央公开的一份题为《关于加快推动钢铁行业低碳转型发展的提案》称,钢铁行业是典型的“高投入、高能耗、高排放”行业。巨大的化石能源消耗和高额的碳排放量制约钢铁行业发展,也给我国实现双碳目标带来巨大挑战。该提案即将提交全国政协十三届五次会议。

该提案反映,目前,我国钢铁行业低碳转型还存在“三重阻碍”:

一是现行钢铁冶炼工艺碳排放过高,炼钢工艺转变困难。目前国内钢铁企业绝大多数采用的是高炉-转炉长流程工艺,相较于长流程炼钢,电炉短流程炼钢的能耗和三废排放大大降低,但所需的废钢原料在国内供应量有限,废钢进口也存在障碍,原料供应的瓶颈导致电炉工艺炼钢产能占比难以进一步提高。

二是我国钢铁产业大而不强,产业管理不够系统科学。近年来,我国对钢铁产品需求的激增促进了钢铁行业的发展,但从行业整体而言,仍存在产能过剩、产品附加值不高、关键材料需要进口、能源利用效率低、排放与环境承载容量矛盾突出、资源综合利用不足等问题。

三是节能减排技术创新较弱,钢铁企业生态效能发挥不足。我国钢铁行业多年来注重规模扩张,节能减排技术更侧重于成本较低的技术引进,在钢铁循环技术方面与发达国家差距明显,炼钢过程中产生的炉渣和钢渣被再加工利用的比率不高。钢铁工艺流程能源使用率不高,冶炼余热利用率低,低温余热的利用方面尚无显著成效,大多数钢铁企业的余热余能回收率不足50%。

数据对比显示,2020年,我国电炉钢产量占粗钢产量的比例仅为10%左右,与美国(71%)、欧盟(42%)以及全球平均水平(26%)存在较大差距;炼钢废钢比仅为22%,也显著低于美国、欧盟、日本等发达国家和地区的水平(30%~70%)。

李冰认为,粗钢产量是决定我国钢铁行业碳排放能否快速达峰的关键,加大废钢资源利用、推进外购电力清洁化以及提高系统能效水平是2030年前钢铁行业实现碳排放达峰并有效降碳的重要途径。

加大废钢资源利用

李冰表示,未来我国废钢资源供给将逐步增加,应充分发挥废钢对铁矿石在钢铁冶炼过程中的原料替代作用,将其作为钢铁行业碳排放达峰行动的核心举措加以推动实施。

第一财经记者去年底在贵州一家钢铁企业采访时也看到,该企业正大量使用回收的废钢材炼钢。“能耗和排放比全流程生产至少降低一半。”该企业有关负责人说。

研究表明,利用废钢资源有利于推动钢铁行业生产结构进一步调整,电炉钢占比将逐步提升,钢铁行业二氧化碳排放量可显著下降。此外,氢能炼钢和二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)等技术也为钢铁行业低碳乃至零碳发展提供了空间。

上述机构研究结果显示,到2030年,粗钢产量降低、加大废钢资源利用、推进外购电力清洁化、提高系统能效水平以及氢能炼钢和CCUS等前沿技术对钢铁行业二氧化碳减排的贡献率分别为11%~52%、34%~52%、7%~20%、5%~13%和2%~3%。

民进中央的上述提案也建议,调整钢铁行业原料与能源结构。提高电炉工艺炼钢产能占比,增加短流程冶炼所占的比重,完善废钢标准体系。紧跟国家电力能源结构转型,提高钢铁行业使用可再生电力能源的比重;制定科学合理的能耗指标体系。

同时,结合碳市场交易机制,鼓励钢铁企业实施技术可靠、成本合理的CCUS等末端治理项目,在碳交易中做好清碳存量和增减量核算工作,以经济手段促进减排;加强引导钢铁行业科技创新。发挥钢铁企业冶炼优势,利用高温焚烧参与处理城市垃圾与危废。

今年2月27日,工业和信息化部、国家发改委、生态环境部等八部门印发的《关于加快推动工业资源综合利用的实施方案》也提出,实施废钢铁等再生资源综合利用行业规范管理。鼓励大型钢铁等企业与再生资源加工企业合作,建设一体化大型废钢铁等绿色加工配送中心;对符合条件的工业资源综合利用项目给予用地支持。支持符合条件的工业资源综合利用项目申请绿色信贷和发行绿色债券。