黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量约占整个工业排放量的40%，占我国碳排放总量的18.92%。 从历史数据看，钢铁行业粗钢产量同比变化与工业碳排放同比变化密切相关。 钢铁行业减少碳排放主要有三个途径：一是深化钢铁产业结构； 二是减少粗钢产量； 三是节能减排、技术升级。 从深化钢铁行业结构的角度来看，短流程替代让钢铁行业有更大的减排空间。 随着终端需求下降，粗钢产量将继续减少，节能减排和技术升级将推动钢铁碳排放。 继续减少。
钢铁减碳背景
随着全球气候问题加剧和环保意识增强，“低碳经济”已成为全球经济形势的重要议题。 作为全球最大的碳排放国之一，中国碳核算数据库（CEADs）有效数据显示，2022年，中国碳排放总量将达到110亿吨，约占全球碳排放量的28.87%。 其中，工业排放量为42亿吨，占全国排放量的38.18%，仅次于电力行业排放量51亿吨，占全国排放量的46.37%。
据2019年统计，黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量约占整个工业排放量的40%，占中国碳排放总量的18.92%（CDEAs黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量） 2019年以后排放量将不再更新），未来比例可能会下降。 但我国钢铁行业碳排放量约占全国碳排放总量的15%，是31个制造业大类中碳排放量最大的行业。
作为人口大国、制造业大国，2020年9月，我国在第75届联合国大会上提出“双碳”战略——2030年之前实现碳达峰，2060年之前实现碳中和。 2021年，国务院制定《2030年碳达峰行动计划》（以下简称《行动计划》），明确提出推动工业领域绿色低碳发展，推动工业领域碳达峰钢铁行业，强调要深化钢铁行业供给侧结构性改革，以京津冀及周边地区为重点，持续压减钢铁产能，大力推进非高炉炼铁技术示范，提高钢铁产能提高废钢资源循环利用水平，推广全废电炉工艺。 2022年1月，工业和信息化部印发《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见》（以下简称《指导意见》）。 主要目标提到，力争到2025年，电炉钢产量占粗钢总产量的比重提高到15%以上，钢铁行业已利用废钢资源3亿吨，钢铁利用率80%以上产能完成超低排放改造，吨钢综合能耗降低2%以上。
减少钢铁碳排放的方法
一是深化结构改革，高炉改电。 截至2021年，我国粗钢产量103.3亿吨，占全球产量的54%。 其中，电炉粗钢产量10.9亿吨，仅占全球电炉粗钢产量的19.4%。 我国电炉炼钢率仅为10.58%，远低于北美、欧洲国家平均水平，甚至低于非洲水平。 另外，从国内粗钢产量结构变化趋势可以看出，2020年初，由于高炉炼钢产量持续增加，电炉炼钢占比持续下降，较2013年至2019年保持在较低水平。 2016年以来，供给侧结构性改革开始后，电炉炼钢比重逐步恢复，此后一直保持在10%左右。 值得注意的是，2021年电炉粗钢产量有所增加，而高炉炼钢量有所减少，这在一定程度上反映出当前钢铁行业结构性改革已取得阶段性成果。
2023年初，世界钢铁协会发布了《可持续发展指标报告（2022年版）》，用8项指标衡量2021财年全球钢铁行业的环境绩效。2021财年，全球钢铁行业的二氧化碳排放强度钢铁行业二氧化碳排放量为1.91吨/吨钢。 此外，报告还比较了不同生产工艺的环境绩效。 其中，废钢电弧炉冶炼法（Scrap-EAF）环境绩效为0.67吨二氧化碳/吨钢，高炉-转炉法（BF-BOF）环境绩效为2.32吨二氧化碳/吨钢及直接还原铁-电弧炉的环保绩效 DRI-EAF 环保绩效为 1.65 吨二氧化碳/吨钢。
可见，高炉-转炉炼钢法的二氧化碳排放量远高于废钢电弧炉冶炼法。 如果按照国际平均标准计算，我国直接还原铁产量的比例可以忽略不计。 由于我国长流程高炉炼钢占比较大，吨钢碳排放量接近2.1454吨（0.67×0.1058+2.32×0.8942），远大于1.91吨的国际平均水平。 因此，深化钢铁产业结构、提高短流程生产比重是有效减少碳排放的重要手段之一。 《指导意见》指出，钢铁工业高质量发展的主要任务之一是有序发展电炉炼钢，鼓励有条件的高炉转炉长流程企业转型发展电炉短流程炼钢现场，力争到2025年实现电炉短流程炼钢目标。钢产量占粗钢总产量的15%以上，钢铁行业废钢资源利用率达到3亿吨。 10.58%至15%的比例变化以及3亿吨废钢资源的利用将在4年内完成，这预示着国家将迎来冶炼设备升级浪潮。 高炉转炉替代废钢电炉将是大势所趋。 据统计，废钢资源炼钢利用率下降至72.92%，主要是由于整体资源供给增加和电炉冶炼减少所致。
目前，电炉炼钢的成本和利润仍然是制约国内短流程快速发展的重要因素。 短流程的利润长期以来低于长流程。 2021年底至2022年下半年，电炉炼钢长期出现负利润。 但自2022年11月以来，长空流程利润差距明显缩小。 但从整体趋势来看，在贬值废钢供应持续增加、进口铁矿石价格居高不下的情况下，在短流程电炉炼钢上寻求突破，或许能够在大幅降低钢厂亏损的同时，减少钢厂亏损。二氧化碳。 排放。
二是减产和粗钢限产。 工业碳排放与粗钢产量有很强的相关性。 因此，除了加强钢铁产业结构深度调整外，粗钢限产在一定程度上仍是最直接、最有效的调控措施之一。
2014年，我国粗钢产量达到阶段性峰值8.23亿吨，比2000年增长5.47倍。2015年，受宏观经济影响，出现钢铁产能过剩、竞相压价，导致价格下跌。 粗钢产量下降至8.04亿吨，但仍占全球总量的49.61%。 同时，截至2015年，我国铁矿石表观消费量达到10.77亿吨，占比54.97%，成为全球第一大铁矿石消费国。
2016年2月1日，国务院印发《关于化解过剩产能实现钢铁工业发展的意见》，提出五年内化解过剩产能1亿至1.5亿吨。 政府实施去产能政策，各地严格去产能。 2016年，钢铁行业化解过剩产能6500万吨，钢铁企业扭亏为盈，行业走出低迷。 2017年，行业提前完成去产能计划，压减产能5500万吨。 随着供给侧结构性改革有效淘汰钢铁落后产能，提高生产效率和钢材质量，供需矛盾明显改善，企业数量减少，利润率明显提高钢材回收有什么用，粗钢产量也从2017年开始突破8.32亿吨，之后一路增长，到2020年达到峰值10.53亿吨。
2021年、2022年，在“双碳”政策推动下，粗钢产量将开始下降。 截至2022年，粗钢累计产量仍高达10.13亿吨。 以国际平均碳排放量2.15吨/吨粗钢计算，进一步测算表明，2022年我国钢铁行业碳排放量将高达21.78亿吨。 粗钢产量可能仍需要进一步减少。
2020年，自“十四五”提出碳达峰和碳中和以来，工信部围绕碳达峰和碳中和目标节点重点实施工业低碳行动和绿色制造项目2019年底，钢铁行业作为高耗能行业，要坚决压减粗钢产量，确保粗钢产量同比下降。
2021年7月开始，月度粗钢产量同比大幅下降。 单月同比降幅从8.4%扩大至23.3%，将持续到2022年9月。基数效应造成同比回升，但从累计来看，原油累计产量2021年10月以来钢材开始出现持续同比下滑，究其原因，除了2021年上半年以来限制粗钢生产的政策力度外，还可能来自于房地产经济活动不佳导致钢材终端消费量大幅下降。 尽管2023年初房地产经济活动数据有所回升，但同比仍呈下降趋势。 基于国内人口、融资环境变化等一系列长期宏观背景，占钢材需求40%以上的房地产终端需求或已见顶，粗钢产量逐渐下降将长期持续下去，有利于“双碳”目标的实现。 完成。
三是节能减排和技术升级。 中国钢铁工业协会公布的数据显示，截至2022年8月25日，全国1.72亿吨钢铁产能已完成超低排放改造全过程，并通过钢铁工业协会考核检测。协会近4亿吨钢铁产能主体改造工程已完成。 吨，全国钢铁企业超低排放改造累计投资已超过1500亿元。 按10亿吨钢、平均产能利用率85%计算，国内产能约为11.5亿吨。 如果按照《指导意见》，到2025年80%以上的钢铁产能完成超低排放改造，行业将要完成接近5亿吨的钢铁产能改造项目钢材回收有什么用，需要追加投资不少于1500亿元。
截至2020年底，我国钢铁行业约4%的产能高炉工艺能效优于基准水平，约30%产能效率低于基准水平； 约6%的产能转炉工艺能效优于基准水平，低能效产能约30%处于基准水平。 《钢铁工业节能减碳改造升级实施指南》提到，到2025年，钢铁工业炼铁炼钢工序能效标杆水平以上产能比例达到30%，能效基准线以下产能基本出清。 工作方向方面，主要包括先进技术研究和成熟工艺推广两个方面。 先进技术研究方面，重点关注副产焦炉煤气或天然气直接还原炼铁、高炉富氧或富氢冶炼、熔融还原、氢气冶炼等低碳前沿技术，加大废钢资源回收利用力度。 成熟的技术可以概括为四个方面。 一是先进的绿色生产技术，包括长流程详细优化技术、绿色、智能、高效的电炉短流程炼钢技术以及先进工艺装备的升级改造； 二是余热余能梯级综合利用，最大限度地回收余热余能资源； 三是能源与能效管理系统数字化、智能化，推动5G、大数据、人工智能、云计算、互联网等新一代信息技术在能源管理中的创新应用。 四是改造一般公共配套设施和循环低碳经济，在加强节能降耗的同时提高其他各类资源的利用水平。
按照《指导意见》要求，2025年吨钢综合能耗目标仅降低2%。 在一定程度上可以反映出节能减排对于减少碳排放是比较有效的。 仍然使用技术来推动结构。 转换和体积减少。
基于上述碳减排路径，黑色金属冶炼及压延加工业碳排放量约占整个工业排放量的40%。 根据历史数据，钢铁行业粗钢产量同比变化与工业碳排放同比变化类似。 更大的相关性。 与此同时，2020年粗钢产量已见顶。2021年10月累计粗钢产量开始同比下降时，工业碳排放量开始同比下降。 目前，钢铁行业的碳排放可能已经达到峰值，并开始持续下降。 一方面，在深化钢铁工业结构性改革方面，如果2025年短流程产品比重由10%提高到15%，将有近5000万吨粗钢由长流程产品转为长流程产品。至短流程。 这个过程是基于国际标准。 按平均标准计算，将减少二氧化碳排放近[(2.32-0.67)×5000/10000]=0.825（亿吨）。 另一方面，随着节能减排和技术升级的不断推进，未来从长流程到短流程再到全氢还原铁，技术装备将不断升级，促进产能转换，减少碳排放。 （作者单位：建信期货）
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