“双碳”战略对我国钢铁行业影响深远

我国钢铁行业和企业积极响应“双碳”战略

 1、持续压减钢铁产能

 工信部今年多次表态：“钢铁压减产量是我国完成碳达峰、碳中和目标任务的重要举措”，要求2021年粗钢产量同比下降。并且6月修订的《钢铁行业产能置换实施办法》中明确大气污染防治重点区域严禁增加钢铁产能总量；未完成钢铁产能总量控制目标的省（直辖市、自治区），不得接受其他地区出让的钢铁产能；长江经济带地区禁止在合规园区外新建、扩建钢铁冶炼项目；大气污染防治重点区域置换比例不低于1.5∶1，其他地区置换比例不低于1.25∶1。同时以京津冀及周边地区为重点，继续压减钢铁产能，工信部、生态环境部于9月30日发布《两部门关于开展京津冀及周边地区2021-2022年采暖季钢铁行业错峰生产的通知》。预计压减产量政策将持续整个“十四五”。

 根据今年1-11月粗钢产量，预计今年粗钢产量为10.2亿吨，同比2020年减少4500万吨。

 2、成立行业低碳组织

 4月22日，中国钢铁工业协会牵头组织成立了“钢铁行业低碳工作推进委员会”，旨在聚行业力量，研究行业低碳路线图和行动方案，围绕“双碳”目标推动钢铁行业低碳发展。并下设了低碳发展研究，低碳技术研究，低碳标准研究3个工作组。

 11月18日，中国宝武发起并联合全球钢铁企业及生态圈伙伴成立了“全球低碳冶金创新联盟”，来自世界15个国家的62家企业、高等院校和科研机构共同组建。以技术创新推动行业低碳发展，形成钢铁行业低碳价值创新链，推动钢铁工业的低碳转型。

 3、制定行业“双碳”目标路线图

 我国钢铁行业碳达峰实施方案以及碳中和技术路线图的制定工作已基本完成，公布后将全面开始实施。

 4、企业纷纷宣布“双碳”目标时间

 宝武集团于7月15日成立了碳中和股权投资基金，总规模500亿元。并宣布2023年实现碳达峰，2025年具备减碳30%工艺技术能力，2035年实现减碳30%，2050年实现碳中和。

 河钢集团宣布2022年实现碳达峰，2025年实现减碳10%以上，2030年实现减碳30%以上，2050年实现碳中和。

 鞍钢集团宣布2025年前实现碳达峰，2030年实现前沿低碳冶金技术产业化突破、深度降碳工艺大规模推广应用，2035年实现减碳30%。

 包钢集团宣布2023年实现碳达峰，2030年具备减碳30%工艺技术能力，2042年碳排放量较峰值降低40%以上，2050年实现碳中和。

“双碳”战略影响深远

 1、“双碳”战略造成钢铁生产成本增加

 我国钢铁行业要完成“双碳”目标，其生产结构和体量决定了需要大量资金投入。2020年我国粗钢产量为10.65亿吨，占全球总产量56.7%，位居全球第一，碳排放量占全球钢铁碳排放总量60%以上，占我国碳排放总量15%左右，而且我国以碳排放强度高的长流程为主（占90%），能源结构调整和新技术研发是一个漫长的过程，需要持续进行资金投入，据专家测算，我国钢铁行业要想实现碳中和，需连续30年每年投资5500亿元左右，相当于吨钢每年需投资550元，这些投资无疑增加了钢材产品成本。

 另据国际能源署推算，创新型工艺生产路线（包括高炉CCS技术、氢还原技术以及基于煤气的直接还原铁技术）的预期成本要比传统技术高10-50%，而且增加的成本要显著高于当前的炼钢利润率。

 2、“双碳”战略加快兼并重组步伐

 随着我国高质量发展以及高标准定制化供应的发展，未来我国钢铁企业兼并重组会更加频繁，集中度会不断提高，大多以集团化出现，形成“一超、多强、多专业”格局。

 今年我国就有多家钢企涉及兼并重组及产能合作事项，例如宝武集团通过重组产能达到近两亿吨，覆盖不锈钢、汽车板、硅钢、无缝管、车轮钢等产品类别，在我国多数地区占据主导地位。鞍钢重组本钢，以6300万吨的粗钢产能成国内第二大钢企。首钢、河钢、沙钢、建龙、新天钢、华菱、方大等企业已经形成了强有力的钢铁集团，还有普阳钢铁、日照钢铁、新华联合等一些钢铁企业通过股权控股、产能转让等方式，分化重组正在形成新的钢铁集团。

 特钢领域的中信泰富特钢集团年产能1300多万吨，拥有江阴兴澄、湖北新冶钢、大冶特殊钢、青岛特殊钢、靖江特钢等多家特钢基地；青山控股在国外拥有镍矿、铬矿矿山，在国内拥有不锈钢棒材、板材生产基地。还有龙腾特钢、永洋特钢等，在细分领域具有很强竞争力。当然现在形成的钢铁集团随市场竞争还会分化重组，我国钢铁行业将逐步演化为“一超、多强、多专业”格局。

 3、“双碳”战略促使钢铁行业工艺流程再造

 我国90%以上的钢通过高炉长流程生产，长流程吨钢碳排放量平均为1.82吨，短流程电炉钢吨钢碳排放量为0.4吨，如果要降碳最直接的是改变工艺流程，用短流程代替长流程，而我国废钢资源需要一个积累过程，2019年，我国废钢铁资源产生量为2.4亿吨，同比增长了9%，2020年，我国废钢产生量约2.6亿吨，预计到2025年将达到3亿吨，所以短时间内，长流程全部改为短流程还不现实。

 另外，目前全球研究和探索最多的当属氢冶金。用氢代替碳还原铁矿石，包括高炉富氢冶炼和氢直接还原工艺。同时涉及的氢来源以及价格等问题也需要解决。

 总之，我国钢铁行业在“双碳”战略指引下，不再通过增加产量来发展，需要减产、调整产品结构、重塑工艺、重新布局来实现高质量发展，同时面对“双碳”目标，谁先实现绿色低碳转型，谁就能在未来竞争中占据主动。

“双碳”战略应对措施分析

 1、加快技术创新研发步伐，行业方能行至久远

 研发革命性突破性技术已成为行业未来发展的必然，而采用氢代替碳是低碳发展、能源变革的终极方向，也是绿色化的根本出路。

 目前，我国也有企业开展了氢冶金示范工程。例如宝武八钢进行的富氢碳循环氧气高炉工艺实验，目前已经完成第二阶段试验目标。河钢集团在宣钢建设了120万吨氢冶金示范工程，利用风能、光能等可再生能源，使用含氢量约70%的补充气源作为还原剂，生产1吨直接还原铁仅产生250kg二氧化碳，同时对产生的二氧化碳进行选择性回收。建龙集团在乌海进行了年产30万吨富氢熔融还原法生产高纯铸造生铁项目，目前处于第一阶段，可实现喷氢1万吨/年，减少二氧化碳排放11.2万吨/年。包钢集团利用亿利集团在制氢及天然气管网输气优势，共同开发光伏制氢、管道输氢和绿氢冶炼技术。鞍钢集团积极探索氢冶金技术，包括风电+光伏（绿电）-电解水制氢（绿氢）-氢冶金工艺。

 另外还有山西晋南钢铁落地运行的钢焦化氢联产技术；酒钢集团的煤基氢冶金工艺；山西中晋太行矿业有限公司的气基竖炉直接还原铁工艺；京华日钢控股集团有限公司建设的首台套年产50万吨氢冶金等，正在开展相关研究、实验。

 通过超前开展绿色冶金前沿技术研究，不仅推动钢铁行业绿色低碳转型，也可以掌握行业领先的核心技术，形成自主知识产权，增强技术保障。目前主要问题是用氢能价格较高，钢铁企业运营压力较大。

 2、加快氢能战略布局

 实现“双碳”目标，本质是要从高碳到低碳乃至到近零碳排放的转变。钢铁行业要发展氢冶金，必须解决氢能来源和价格问题，提早制定氢能战略布局。大家都知道氢能是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想媒介。美国、欧盟、日本、韩国等国家和地区都逐步明确了氢能在国家能源体系中的定位，并推出了氢能发展路线图。例如2020年4月，荷兰发布了国家级氢能政策，到2025年建设50个加氢站、投放15000辆燃料电池汽车和3000 辆重型汽车；到2030年投放30万辆燃料电池汽车。2020年6月德国正式通过了国家氢能源战略，为清洁能源未来的生产、运输、使用和相关创新、投资制定了行动框架。2020年6月法国交通部长宣布支持2035年实现的绿色氢燃料飞机的计划。2020年7月，欧盟发布了《欧盟氢能战略》和《欧盟能源系统整合策略》，希望借此为欧盟设置新的清洁能源投资议程，以达成在2050年实现碳中和的目标。

 目前我国还没有制定氢能发展路线图，氢能研究还分散于各个子板块。氢能供应与应用不仅涉及煤化工、炼油、炼钢、焦化等传统工业，还涉及氢燃料电池汽车、固定式燃料电池储能应用等新兴产业。氢能顶层设计需要跨部门、跨行业、跨学科协同进行。

 3、提高高品质产品产量

 在粗钢总产量不增加前提下，要满足国民经济高质量发展，应提高高品质钢产品产量，向超轻和高强方向发展。据去年10月国际能源署（IEA）发布《世界能源技术展望2020-钢铁技术路线图》可知，为了实现《巴黎协定》的温控目标，2050年前钢铁行业碳排放量比2019年至少减少50%，排放强度需降低60%，即吨钢碳排放量从目前1.4吨降到0.6吨，而全球钢铁需求只能增长10%（约1.8亿吨）至20.3亿吨。所以建议通过多种途径削减钢铁消费总量，尤其是延长建筑的使用寿命和优化建筑设计。

 4、加速碳捕获、利用与封存（CCUS）技术开发应用

 为了实现碳中和，全球探索最多的是氢冶金，另外就是末端治理技术，包括碳捕获、利用与封存（CCUS），即两个技术路线：“智能碳利用”和“碳直接避免”。

 CCUS被认为最有潜力实现“双碳”目标的技术，2020年我国粗钢产量为10.65亿吨，二氧化碳排放量约23.2亿吨，占我国二氧化碳总排放15%左右。短时期内，我国高炉-转炉长流程炼钢仍占主导地位，面临巨大的二氧化碳排放压力。所以我国对CCUS技术高度重视，国家发改委早在2013年就出台了《关于推动碳捕集、利用和封存试验示范》的通知，科技部组织编写的《中国碳捕集利用与封存技术发展路线图（2019版）》提出，2050年前要建成多个CCUS产业集群，实现二氧化碳利用封存量超过9.7亿吨/年，产值超过5700亿元/年。

 目前我国钢铁行业还没有真正碳捕集封存（CCS）（CCS指捕获从大型排放源产生的二氧化碳，将其运输至储存站点进行封存，避免二氧化碳排放到大气中）技术案例，但二氧化碳利用已有案例：1、我国首钢京唐300吨转炉利用二氧化碳代替氮气或氩气作为搅拌气体炼钢，实现了二氧化碳资源化利用，同时达到节能减排及洁净化冶炼效果。实验表明转炉顶吹CO₂-O₂混合气体炼钢时，对于年产500万吨钢厂来说，年粉尘排放减少量达到0.75万吨，同时实现了约5000吨二氧化碳的资源化利用。2、晋南钢铁集团钢焦化氢联产技术。先将高炉煤气送至顶装焦炉，置换出优质焦炉煤气，然后与优质转炉煤气混合送至化工厂，经过一系列物理化学方法、净化处理后，合成乙二醇、LNG及氢气产品，其中氢气送至高炉，实现氢能冶炼。整个工艺过程不仅实现了碳固化，减少了碳排放，还实现了氢冶金。根据测算，钢铁工序降碳比例为26%，焦化+钢铁工序降碳比例达到了15%。

 国外也有碳捕集、封存（CCS）案例：阿拉伯联合酋长国位于阿布扎比的国有酋长钢铁公司，其直接还原铁厂是目前钢铁行业唯一正在运行的CCS工厂。该工厂每年能够捕获80万吨二氧化碳，捕获后的二氧化碳被压缩和脱水后，经过50km管道，注入成熟的陆地油。另外还有还有日本的COURSE50项目和欧盟的ULCOS计划都有涉及高炉的碳捕获问题，但仍处于实验阶段。

 国外利用二氧化碳的部分案例：1、安米Steelanol项目，捕获高炉中废气并利用生物技术将其转化为可再生的生物乙醇，并将这些生物乙醇混合用作液体燃料，预计2022年建成。2、蒂森主导的Carbon2Chem项目，将钢厂废气中化工原料（例如一氧化碳和二氧化碳等）用于生产含有碳和氢的合成气体。这些合成气体正是生产氨气、甲醇、高级醇等各种化工产品的原料。3、SSAB和塔塔钢铁公司合作FReSMe项目，从钢厂高炉煤气中回收二氧化碳，然后与通过电解水生产的氢气混合，从而生成甲醇。

 5、从全生命周期碳足迹评价产品并给予政策支持

 为了鼓励企业走在低碳前列，国家政策应从材料全生命周期的资源消耗和碳排放（碳足迹）出发，评价钢材产品，例如对于生产过程碳排放量不同的产品冠于不同绿色标签，与下游用户联合从整个生态链体系定位产品市场价格。对为低碳做出贡献的企业，要给予政策支持和差别对待。