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范铁军:如何应对碳排放双控加速

日期:2023/08/14
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2021年中央经济工作会议首次提出“创造条件尽早实现能耗‘双控’向碳排放总量和强度‘双控’转变”,之后中央多次会议提出同样要求,习近平总书记在今年1月24日的中共中央政治局第三十六次集体学习中,提出要推动能源“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。7月11日,中央深改委第二次会议审议通过《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》等系列文件。可见,能耗双控向碳排放双控转变加速推进,钢铁行业应抓紧研究应对之策。

低碳发展面临的新形势

净零排放已成为全球广泛接受的目标。在巴黎协定下,已有130多个国家提出碳中和气候目标,覆盖了全球83%的排放、91%的GDP。2022年全球前十大经济体、前十大温室气体排放国家、前十大钢铁生产国家除伊朗外均已承诺碳中和。

欧盟碳边境调节机制(CBAM)即将实施。CBAM已于今年5月正式生效,覆盖钢铁、水泥、铝、化肥、电力及氢气。出口到欧盟的钢铁企业将于今年10月1日起需报告碳排放信息,2026年1月1日起需支付碳边境调节费用,价格与欧洲碳交易体系挂钩,预计我国钢铁行业出口成本将增加4-6%左右,每年向欧盟支付碳关税2-4亿美元。同时,美国、英国、加拿大也在考虑实施类似的碳关税政策。

我国碳达峰碳中和“1+N”政策体系已建立。既有综合性的顶层设计文件,也有能源、工业等领域和钢铁、石化化工等重点行业碳达峰实施方案,以及科技支撑、统计核算等重要支撑保障方案,全方位为我国双碳目标的顺利实现保驾护航。目前,各项政策正在具体落实,形成各方面共同推进的良好局面。

我国钢铁行业积极推进低碳转型。双碳目标提出后,钢铁行业积极响应、迅速行动,推动以低碳为统领的发展理论体系建设,提前谋划碳达峰及降碳路径。中国钢铁工业协会成立低碳工作推进委员会,发布《中国钢铁工业“双碳”愿景及技术路线图》,启动环境产品声明(EPD)平台。中国宝武、河钢集团等企业先后公布低碳发展行动路线,明确目标、主要降碳路径及技术方案。

正确理解能耗双控向碳排放双控转变

(一)能耗双控在钢铁行业高质量发展过程中发挥积极作用

“十一五”我国首次提出单位GDP能耗降低20%的约束性目标,能耗双控制度“十三五”期间正式实施。在能耗双控制度背景下,钢铁行业以供给侧结构性改革为主线,深入推进去产能、去杠杆工作,在2022年实现全国粗钢产量10.18亿吨,连续两年产量下降;同时钢铁行业集中度大幅上升,2022年,我国钢产量排名前10位的企业合计产量为4.34亿吨,占全国钢产量的42.8%。钢铁行业能源消耗强度呈现稳中下降趋势,我国吨钢综合能耗由2015年的571.85千克标准煤下降至2022年的551.36千克标准煤,吨钢综合能耗下降比例达到4%。

(二)推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意义

碳达峰碳中和目标提出以来,我国生态文明建设已进入以降碳为重点战略方向的关键时期,单纯能耗双控难以充分满足低碳发展新形势要求。要真正实现双碳目标,就要推动能耗双控向碳排放双控转变,构建碳排放指标,降碳才会更加精准。因此,推进能耗双控向碳排放双控转变,有助于更好地落实双碳目标,也是符合全球低碳发展趋势,与国际控制温室气体目标接轨。另外,我国可再生能源保持快速增长态势,截至6月底我国可再生能源装机达到13.22亿千瓦,历史性超过煤电,碳排放双控重点约束化石能源消费总量与强度,可打破能耗双控对可再生能源利用的约束,提高可再生能源开发利用的积极性,促进能源结构转型。

(三)能耗双控向碳排放双控转变已具备基础

国家发改委等部门先后出台《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》《关于进一步做好新增可再生能源消费不纳入能源消费总量控制有关工作的通知》《关于进一步做好原料用能不纳入能源消费总量控制有关工作的通知》等政策,完善碳排放统计核算体系、可再生能源消费和原料用能问题,明确新增可再生能源和原料用能消费不纳入能源消费总量控制。近日,国家发改委等部门又出台《关于做好可再生能源绿色电力证书全覆盖工作促进可再生能源电力消费的通知》,促进可再生能源开发利用,为推动能耗双控向碳排放双控转变积极创造条件。

钢铁行业面临的机遇和挑战

(一)机遇

1. 有助于推动能源结构清洁化转型

碳排放双控鼓励地方和企业更多依靠非化石能源以满足用能需求,提升推动能源结构清洁化转型的内驱动力,有利于钢铁行业能源结构优化。鼓励钢铁企业因地制宜,充分利用风能、太阳能、生物质能等能源,提高新能源和可再生能源的使用占比,加快构建光伏发电、氢能等多能互补与储能相结合的能源体系,提升企业电气化水平。以某百万吨短流程电炉炼钢企业为例,通过建设屋顶分布式光伏发电机组,实现可再生能源发电占用电量比例达10%,同时有效降低购电成本。

2. 有助于促进流程结构低碳化转型

基于煤焦的传统高炉-转炉长流程工艺“碳锁定”效应强,碳排放双控将倒逼行业工艺结构低碳化转型。一是推动长流程向电炉短流程低碳转型。短流程电炉炼钢相较传统长流程吨钢碳排放量低73%,发展电炉钢是促进钢铁行业碳减排的有效手段。2022年中国电炉钢产量占粗钢总产量占比仅为9.7%,低于全球平均及主要产钢国家水平。随着中国电力系统中可再生能源发电占比不断提高,碳排放双控将推动我国钢铁产业结构逐步向电炉短流程炼钢转变。二是推动氢冶金等低碳冶金技术研发应用。氢冶金工艺通过“以氢代碳”能够有效推动减污降碳。目前宝武、河钢、鞍钢等企业正围绕富氢碳循环高炉、氢基竖炉、流化床氢冶金等世界前沿低碳冶炼技术开展研发和示范应用,有望将我国打造成为世界低碳冶金原创技术策源地。

3. 有助于促进产品结构高端化转型

碳排放双控将推动全社会绿色低碳发展,也意味着下游用钢行业将要求钢铁行业提供高强度、耐腐蚀、长寿命等绿色钢材产品。当前,汽车、家电、建筑等行业已经提出了明确的低碳产品供给和钢材降碳的要求。如,宝马集团目标到2030年单车全生命周期碳排放量较2019年降低至少40%。下游行业对绿色低碳钢材的需求,将倒逼钢铁行业产品结构向高端化转型,提升绿色供给能力,为用户提供高强度、轻量化、耐蚀耐候等绿色低碳用钢材料,从而推动产品全生命周期减碳,推进上下游产业耦合降碳。

4. 有助于推动构建产能治理新机制

在摸清全行业钢铁产能底数,数据真实可靠的基础上,实时动态管理产能清单,利用差别化的环保、碳排放等政策,特别是建立以碳排放总量为依据的产量约束机制,实现差异化管控,低碳发展水平高的企业可充分发挥产能的利用率,并从中获取效益。同时,推动落后产能或劣势产能逐步退出,逐步形成公平公正的产能治理新机制。

(二)挑战

1. 管碳基础相对薄弱

碳排放统计核算体系作为碳排放双控制度的基础,《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》针对国家和地方、行业企业、重点产品提出重点任务及相关要求。从行业企业层面来看,虽已有《温室气体排放核算与报告要求 第5部分:钢铁生产企业》标准,但碳排放核算范围的完整性和数据的准确性仍有待提高。从工序层面来看,钢铁生产工艺流程复杂,涉及炼焦、烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢、石灰及发电等生产工序,目前并未健全各工序碳排放统计核算方法与标准。另外,从产品层面来看,钢铁产品种类众多,目前产品碳排放统计核算方法与标准也仍处于起步阶段。

2. 控碳难度大

一是我国钢铁行业碳排放总量巨大,碳排放量约占全国碳排放总量的15%,是31个制造业门类碳排放量最大的行业,钢铁行业面临碳排放总量的约束压力大。二是我国钢铁行业以高炉-转炉长流程工艺为主(约占90%),能源消费结构高碳化(煤、焦炭占购入一次能源比例近90%),突破性的冶炼技术研发应用难,且短期难以改变,低碳转型难度大,意味着钢铁行业面临碳排放强度的约束压力大。三是我国钢铁企业低碳发展水平不平衡,钢铁企业数量多,具有冶炼能力企业达400多家,且结构、水平差异大,大多数企业低碳发展基础薄弱。四是钢铁产业碳排放机理复杂,钢铁行业涉及石灰、炼钢等生产过程碳排放,碳排放双控意味着钢铁行业在面临煤炭等化石能源的严格约束外,还将面临石灰石等资源约束。

3. 减碳成本高

一是钢铁行业实现碳中和需要投入巨大资金,据冶金规划院预测,2060年前转型资金需求约6万亿元,钢铁企业在当前行业形势下行的大环境下将面临更加严峻的挑战。二是随着行业推进绿色低碳发展和传统节能降碳技术的应用,减排难度也将加剧,行业进一步大幅降碳的减排成本将逐步增加,呈现边际减排成本递增。三是未来行业要力争实现经济增长从根本上与碳排放增长脱钩,行业需致力于碳生产率的稳步提升。此外,行业在推动低碳转型过程中可能会存在资产搁浅的风险。

钢铁行业如何有效应对

(一)加快实施极致能效改造与能源转型

节能及能效提升是当前最直接、最有效、最经济的降碳手段,是目前钢铁行业减碳的优先工作。钢铁行业能耗强度仍有15%至20%的下降潜力。钢铁行业应围绕国家发改委发布的《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》等政策要求和中国钢铁工业协会发布的《钢铁行业能效标杆三年行动方案》,推进落实能效提升三年行动计划,持续开展双碳最佳实践能效标杆示范厂培育工作,有序推动重点工序能效达到标杆。同时,加快构建符合光伏发电、氢能等多能互补用能体系及多能存储的储能系统,推动钢铁能源结构转型。

(二)夯实碳排放双控基础能力

一是完善碳排放数据统计核算体系,统一规范碳排放强度与总量核算范围、口径、方法,实现碳排放双控目标指标的跟踪评估。二是健全碳排放监督考核体系,包括监督管理、评估考核、奖励处罚等,碳排放监督考核制度需明确监督考核的主体、内容、考核机制等方面,确保碳排放双控目标指标责任落地、目标顺利达成。三是做好与能耗双控、绿证等制度的衔接,并在地方碳达峰碳中和顶层规划和目标的指引下,探索碳预算、碳披露等配套制度,科学、合理分配碳排放双控目标。四是加强双碳人才建设,需培养一批真正既懂经济学、管理学,也懂能源、工艺的综合人才。

(三)推动碳排放管控数智化升级

将数智化、低碳化相结合,研究建立基于工业互联网的钢铁企业碳排放全过程智能管控与评估平台,为应对碳排放双控提升软硬件基础能力。通过标识解析系统对生产设备、原燃料、钢材产品进行唯一标识,关联查询到企业内不同系统中,以及上下游相关的数据,构建钢材产品在产业链全生命周期数字孪生,实现碳素流可视可管可控以及钢铁企业生产全过程的碳排放监测、统计、对标,支撑企业开展碳排放水平、碳足迹和全生命周期碳排放的分析研究。以碳效率为核心优化生产工艺及管理,实现生产工序碳排放过程目标管控、碳排放预警管控及减污降碳协同管控。

(四)构建高效有活力的碳市场运行机制

一是充分发挥市场机制对碳减排的促进作用,加快全国碳市场扩围专项研究工作,完善钢铁行业碳配额分配方案,有序推进钢铁行业纳入全国统一碳市场。丰富市场功能,建立绿电与碳排放权联动体系,完善CCER政策制定,有效引导控排企业实现低成本履约。二是推进碳排放双控制度与钢铁行业纳入碳市场工作有效衔接,促进有为政府与有效市场相结合,制定一系列激励和约束机制,全面推动行业低碳高质量发展。三是强化转型金融、绿色金融等工具手段对行业低碳转型的重要支撑,加快研究制定钢铁行业转型金融标准体系,建立钢铁行业低碳转型指导目录和项目库,创新金融产品,加快金融对节能降碳改造项目的支持。

(五)加快推进先进低碳技术研发及示范

一是推动绿色低碳新技术攻关。聚焦工艺流程优化、氢冶金、CCUS等先进低碳共性技术,建立行业重点攻关创新技术目录,集聚行业企业、科研机构优势创新资源,布局开展前瞻性、系统性、战略性低碳技术研发项目,加强相关技术研发和设施装备攻关,使我国低碳冶金技术创新水平达到国际领先。二是推动中国钢铁前沿低碳技术开发的顶层设计和低碳冶金创新研发平台建设。积极推动政府出台有利于低碳冶金技术研发和工业化示范应用的金融政策、产业政策、科技创新政策。搭建多方参与的低碳冶金创新研发平台,开展低碳共性技术研发,培育壮大以企业为主体的低碳创新生力军,推动构建产学研协作、上下游协同的低碳技术创新体系,提高行业科技创新策源能力。(冶金工业规划研究院)