双碳目标下钢铁企业发展面临的挑战与对策

姚志鹏

（宝武集团鄂城钢铁有限公司，湖北 鄂州 436000）

一、引言

2020年9月我国签订了促进全球绿色低碳行业发展的《巴黎协定》，并根据协定内容和我国国情，制定了双碳目标，即在2030年确保我国二氧化碳排放量达到历史峰值，并努力在2060年实现碳中和，即当年二氧化碳排放量等于当年二氧化碳吸收量。双碳目标的出台引起巨大轰动，虽然目前我国尚未出台详细的法律法规和政策来控制各行业的碳排放量，仅仅是在2021年9月份颁发了《碳排放权交易管理暂行条例》，该条例规定年碳排放量超2.6万吨的工业企业都会成为重点碳排放管理单位，而我国八成以上钢铁企业的年碳排放量都不达标。2021年10月份国务院印发了《2030年前碳达峰行动方案》，聚焦“十四五”和“十五五”两个碳达峰关键期，提出了提高非化石能源消费比重、提升能源利用效率、降低二氧化碳排放水平等方面主要目标。例如，到2025年，非化石能源消费比重达到20%左右，单位国内生产总值能源消耗比2020年下降13.5%，单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%，为实现碳达峰奠定坚实基础。到2030年，非化石能源消费比重达到25%左右，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，顺利实现2030年前碳达峰目标。虽然留给钢铁企业的时间还有八九年，但降低二氧化碳排放量并非一蹴而就的。因此，我国钢铁企业要重视双碳目标和自身的碳排放量，并通过产业结构升级和炼钢工艺技术创新降低碳排放量，未雨绸缪，提前做好双碳目标背景下的企业发展战略。钢铁行业是我国碳排放量仅次于火力发电的行业，是双碳目标实施首当其冲的行业。据调查数据显示，2020年我国钢铁行业年碳排放量高达18亿吨，占我国各行业碳排放总量的15%，这充分说明我国钢铁企业低碳生态发展之路很艰辛，面临诸多挑战与压力。本文分析了双碳目标背景下钢铁企业发展面临的碳排放量大、碳投资压力大和废钢比低等问题和挑战，并从制定钢铁企业碳达峰行动方案、优化产业结构和科技降碳三方面提出改进对策，以降低钢铁企业碳排放量，促进我国双碳目标的顺利实现。

二、双碳目标下钢铁企业发展面临的挑战

1.钢铁企业碳排放量大

根据调查数据显示，全球每生产一吨钢就要向空气排放大约1.8吨二氧化碳。随着我国城市化进程的加快，我国各地都在大搞建设，钢材用量逐年增加，加上我国是钢材出口大国，每年钢出口量至少7000万吨，2021年1-5月份我国钢产量为4.73亿吨，同比增长13.9%；钢材出口量为3000万吨，同比增长19.8%，因此我国钢产量还是呈逐年增长趋势。2020年我国钢产量高达10.65亿吨，占全球钢产量的一半，这就意味着我国钢铁行业在2020年的二氧化碳排放量高达18亿吨，占我国各行业碳排放总量的15%，占全球钢铁行业碳排放量的60%，由此可见我国钢铁企业碳排放量很大。钢铁企业二氧化碳排放量会成为双碳目标能否实现的关键因素，加上我国经济发展和基础建设离不开钢铁，未来几年我国钢铁用量还会持续走高，如何平衡产钢的高二氧化碳排放和经济发展的高钢消耗之间的关系，成为钢铁企业面临的巨大挑战。

2.降碳投资压力大

要想实现双碳目标，就要降低二氧化碳高排放企业的碳排放量，钢铁行业作为我国碳排放量第二大的行业，肯定要采取措施降低二氧化碳排放量，但是在确保产量的前提下降低二氧化碳排放量，就需要进行技术创新、设备升级和优化工艺流程，这些都是需要耗费大量资金的。以低碳技术创新为例，我国钢铁企业每年要投入近8000亿元来进行低碳技术研发，约占煤炭行业总利润的5%。以年产钢400万吨的钢铁企业为例，降低30%二氧化碳排放所消耗的资金约为35亿元，约占钢铁企业年成本的20%。由此可见，钢铁企业降低二氧化碳排放的投资是巨大的，会直接影响钢铁企业的经济效益，甚至出现入不敷出的情况。

3.废钢利用率低

目前，我国钢铁企业的炼钢工艺类型主要是长流程炼钢，占全部炼钢工艺类型的九成以上，而长流程炼钢主要依靠铁矿和煤炭两大矿能资源，并且以高炉—转炉为炼钢设备。根据科学研究发现，长流程炼钢每生产一吨钢就要释放2.1吨二氧化碳，而短流程炼钢生产一吨钢释放0.9吨二氧化碳，明显长流程炼钢比短流程炼钢排碳量要多。因此，为了降低钢铁企业二氧化碳排放量，尽量选择短流程炼钢工艺，提高短流程炼钢工艺比重。短流程炼钢主要是用废钢为原料进行炼钢，用一吨废钢炼钢可以节约0.4吨焦炭、1吨原煤和1.6吨铁矿石，还可以减少1.2吨二氧化碳排放。但是，我国废钢回收利用率只有20%，根据科学计算，要想达到双碳目标，就要将废钢利用率提高到50%。目前我国每年要产生近百亿吨的折旧废钢，而且还会以5%的年增长率增长。所以，为了节能减排，我国钢铁企业应该重视对废钢的重复利用，提高短流程炼钢工艺和技术，增加短流程炼钢占比和废钢利用率。

4.企业兼并重组日趋频繁

我国钢铁产业集中化程度较低。目前我国十大钢铁企业粗钢产量只占全国粗钢总产量的36.7%，比2015年下降了5.7%，这说明我国众多小型钢铁企业正在分散钢铁产业的集中性。2020年我国中小型钢铁企业（年产钢量150万吨以下）数量为4500多家，而大型钢铁企业有500多家。2015年我国中小型钢铁企业为5000多家，大型钢铁企业有350多家，5年时间内中小型钢铁企业减少10%，大型钢铁企业增加10%，说明我国钢铁企业兼并重组日趋频繁。究其原因还是因为近些年我国大力推行节能减排政策，很多高污染高耗能的中小型钢铁企业被取缔，或者被大型钢铁企业兼并，尤其是2021年9月份《碳排放权交易管理暂行条例》出台，该条例规定年碳排放量超2.6万吨的工业企业都会成为重点碳排放管理单位，这意味着碳排放量不达标的中小型钢铁企业面临巨额罚款和取缔风险，因此未来几年钢铁企业将面临巨大的取缔兼并风险。

5.绿色低碳技术成为钢铁企业核心竞争力

钢铁企业要想实现可持续发展，就必须节能减排，达成双碳目标，而这关键就是绿色低碳技术创新，拥有绿色低碳冶炼技术的钢铁企业才能满足双碳目标，实现长远发展。目前，全球最新的冶炼技术是氢基炼钢技术，即利用氢元素代替煤炭中的碳元素来还原提取铁矿中的铁元素，确保冶炼过程二氧化碳零排放。除此之外，欧钢联为了实现双碳目标，创新炼钢技术和工艺，采用直接碳避免技术和智能碳使用技术来降低炼钢过程中的二氧化碳排放量。同时，瑞典钢铁企业研发出了氢能炼钢技术，英国采用煤粉和粉矿熔合来还原提取铁矿中的铁元素。我国采用氢化工燃料来还原铁矿中的铁元素，降低二氧化碳排放量，它的优点是成本低，缺点是碳排放量依然较高。我国应该学习瑞典、英国和欧盟等国家的绿色低碳炼钢技术，未来几年各大型钢铁企业都会加大对低碳炼钢技术的科技研发，低碳炼钢技术势必成为钢铁企业核心竞争力所在。

三、双碳目标下钢铁企业发展的对策

1.制定碳达峰行动方案

我国钢铁企业要想节能减排，实现双碳目标，就要制定碳达峰行动方案，并将行动方案细化为长中短期计划三部分内容，一步步实现双碳目标。短期计划就是通过控制钢铁产量的方式，严格控制二氧化碳排放量。中期计划就是调整优化产业结构和生产工艺技术，增加废钢利用率，并通过兼并重组的方式来优化钢铁企业结构，淘汰二氧化碳排放量大的小型钢铁企业，实现大中型钢铁企业的强强联合。长期计划是研发低碳冶炼技术，从根本上降低钢铁生产过程中的碳排放量。除此之外，有关部门还应该统筹平衡钢铁行业碳达峰、碳中和、安全生产和可持续发展之间的关系，做好顶层设计，处理好碳达峰行动长中短期计划和安排，出台钢铁企业碳达峰行动方案的绩效考核体系，科学合理制定绩效考核指标体系，让各项评价指标都能很好地控制钢铁企业的各项生产工作。要加强有关部门对钢铁企业未来发展的指导工作，平衡国家经济发展、基础建设用钢与碳达峰、碳中和排碳量的关系，在不影响国家经济建设的基础上来控制钢铁企业二氧化碳排放，避免出现一刀切的问题，影响到国家经济发展或者是双碳目标的实现。最后是将钢铁企业都纳入碳交易市场，有关部门要做好碳交易市场系统开发设计，将全国各个钢铁企业都纳入系统中，并派调查人员去各个钢铁企业进行现场调查，计算钢铁企业年排碳量，将这些数据存入系统中，计算我国钢铁行业年排碳量；同时，根据既定双碳目标计划规定未来十年每年钢铁行业年排碳量，以及根据钢铁企业规模和数量，以加权的形式计算每个钢铁企业计划年排碳量，并细化到月排碳量，加大对钢铁企业排碳量的监督管理，确保各钢铁企业都严格落实自己的排碳量计划，如果有超额情况就要加大惩罚力度，从而确保钢铁行业每年碳排放量符合既定计划。

2.加大钢铁企业结构优化调整力度

首先，钢铁行业应该加大短流程炼钢占比。因为短流程炼钢采用废钢炼钢，节能减排，符合双碳目标要求，应该提高废钢短流程炼钢比例，这就需要加大对废钢的回收和利用力度。有关部门可以出台政策，增加对废钢的回收力度，提高废钢利用率。其次，要提高钢铁行业的集中度和规模化。国家要逐渐实现钢铁行业的产业化、集中化和规模化，提高开设钢厂的门槛，如果缺乏有效的降碳技术和设备，禁止开设钢厂。有计划分阶段取缔产能低、污染高的小型炼铁高炉，兼并重组设备落后、技术落后、碳排放量超标的小型钢铁企业，通过化零为整的产业升级和结构优化措施，提高整个钢铁行业的生产效率，降低整个行业的碳排放量。最后，制定绿色低碳标准并在钢铁行业大力推广实施。绿色低碳标准主要在设备、技术、管理和工艺流程方面开展，推广使用节能减排炼钢设备、技术和工艺，并加强对节能减排的内部控制，加大太阳能、风能、水电和核能等绿色能源在钢铁冶炼中的使用，推动智能化、信息化和自动化炼钢模式的发展，确保钢铁企业的全部生产活动都产生相对应的数据信息，并利用互联网来分享到有关部门，让环保部门和建设部门能够及时监测钢铁企业的产能和污染物排放量，从而对钢铁企业的二氧化碳排放量进行宏观调控，制定相应的二氧化碳排放计划，动态监控钢铁企业的二氧化碳排放量，确保二氧化碳排放量符合计划要求，从而实现钢铁行业污染物排放的数字化和信息化管理。

3.依靠科学技术创新谋求发展

首先，钢铁企业要加强氧气高炉、氢化工燃料冶炼、碳捕获利用与封存等绿色低碳技术的科研工作，加大对低碳炼钢技术的投资力度，招聘专业人才从事科研工作，努力在未来五年研发出颠覆性的低碳炼钢技术，并形成自己的自主知识产权，带领我国钢铁行业向节能减排方向快速发展。其次，要制定低碳炼钢行业技术规范和标准，如何确定钢铁企业的冶炼技术符合低碳绿色环保标准，需要行业协会根据国家节能减排政策和行业经验来确定，在行业技术标准下进行低碳炼钢技术的研发，将会有的放矢和事半功倍。而且，制定行业技术规范，有利于我国钢铁企业低碳炼钢技术实现技术性突破，有利于促进我国绿色低碳技术的普及和应用，确保双碳目标的顺利开展与实现。最后，要加强与国际大型钢铁企业的技术合作交流。例如，与瑞典、美国和欧盟等拥有先进低碳炼钢技术的国家进行低碳炼钢技术交流与合作，可以花钱购买这些国家先进的低碳炼钢设备或者引入先进的低碳炼钢技术，然后对这些设备和技术进行专项研究，成立专门的研发小组，取长补短，学习他国先进的低碳炼钢技术和经验，为我国低碳炼钢技术的发展提供借鉴和参考。

四、结语

我国在2020年签订《巴黎协定》后，又制定了双碳目标，计划在2030年前将中国二氧化碳排放量控制到峰值，确保以后不再增加，同时努力在2060年实现碳中和，让当年碳排放量与吸收量相等，不再增加大气中二氧化碳含量。为了实现双碳目标，就要从即日起控制二氧化碳排放量。目前，我国二氧化碳排放量最大的行业是火力发电和钢铁冶炼行业，钢铁企业要想实现可持续发展，就必须重视节能减排，降低二氧化碳排放量。钢铁企业要根据国家节能减排规定和企业实际情况制定碳达峰行动方案，并将行动方案分为长中短期计划三部分按部就班地实施，也要加大对低碳炼钢技术的科技研发，利用科技来降低钢铁企业二氧化碳排放量。国家要加大钢铁企业结构优化力度，大力推广使用短流程炼钢工艺，并逐步实现钢铁产业的集中化、信息化和产业化发展，利用互联网来对各钢铁企业的排碳量进行实时监控，对排碳量超标的钢铁企业进行惩罚，并尝试通过取缔重组和兼并等方式消除一些碳排放量不达标的钢铁企业，化零为整，使得整个钢铁企业更加集中管理，提高碳排放管理效率。只有国家和钢铁企业齐心合力致力于节能减排工作，才能降低钢铁企业碳排放量，尽快实现双碳目标。