随着我国经济向绿色转型，钢铁业作为国民经济的重要支柱产业，其低碳转型已成为当前亟待解决的问题。近年来，我国政府高度重视钢铁业的低碳转型，出台了一系列政策措施，推动钢铁业向绿色低碳方向发展。然而，由于我国钢铁业规模庞大、结构复杂，低碳转型面临着诸多挑战。本文将对我国钢铁业低碳转型的现状进行分析，探讨存在的问题及对策建议，以期为我国钢铁业的低碳转型提供参考。
一、钢铁业发展概况
（一） 钢铁业生产工艺特点
钢铁工业是国民经济中的一个重要的中间产业，其上游包括有色金属，电力，煤炭等工业，下游则连接着机械，房地产，家电和轻工，汽车，船舶等工业。上游原材料主要是铁矿，而下游产业则对应着机械、地产等产业的巨大需求。整个产业链是由下而上的，即下游的需求会影响到钢材的生产，从而影响到上游的原材料需求。
图1 钢铁行业产业链
如上图所示，钢铁行业中游主要有长流程转炉炼钢和短流程电炉炼钢两种流程。
转炉炼钢的特点是以铁矿石为原料，钢水纯度较高，生产节奏快，但炉温较低，难以生产高熔点合金。长流程工序中，二氧化碳排放主要来自烧结、高炉两道工序。烧结是将铁矿粉、燃料（包括焦粉、无烟煤等）、溶剂（包括生石灰、消石灰、石灰石等）经过混合加水润湿制粒然后通过烧结设备转化为烧结球团，高炉则是将烧结矿、铁矿、球团矿等含铁物质进行熔炼，经过鼓风加热和还原反应还原成铁水。这两个工序会排放高炉煤气和二氧化碳，整个长流程吨钢碳排放约达到1.8~2.2吨[1]。
短流程电炉炼钢以废钢合金为原材料，炉温高，但冶炼效率低，耗电量较大，杂质含量较高。整个冶炼过程中的温室气体排放主要来源于废钢中的碳以及发热用石墨电极自身氧化产生的二氧化碳排放，吨钢碳排仅为0.4~0.8吨[1]，相比于长流程碳排放大大减少。
（二）我国钢铁行业发展及碳排放情况
1．我国钢铁行业现状
2023年，我国累计生产生铁8.71亿吨，同比上涨0.83％，累计日产236.67万吨；生产粗钢10.19亿吨，同比上涨0.11％，与2022年产量基本持平；生产钢材13.63亿吨，同比上涨1.67％。2023年钢铁产品产量在自2020年的连续两年下降后终于实现小幅度回升。根据国家统计局披露的分行业增加值指数数据，2023年房地产行业景气度持续下降，机械、汽车行业总体保持增长但增幅较小，下游需求偏弱，同时钢材库存持续累积。在供过于求的情况下，钢铁企业将被动下调钢价，为企业盈利带来更大的不确定性。
图2 2014-2023年中国钢铁行业产品产量情况
来源：国家统计局
中国钢铁协会发布的《2023年12月钢铁产品进出口月报》中披露我国2023年进口钢材764.5万吨，同比减少27.6%；进口钢坯326.7万吨，同比减少48.8%。2023年，出口钢材9026.4万吨，同比增长36.2%，为2016年以来最高水平，创历史第四高位；出口钢坯327.9万吨，同比增长225.2万吨；粗钢净出口8568.1万吨，同比增长3349.0万吨，增幅64.2%。
2023年我国钢材出口量大幅增长，预计占全球贸易比重超过20%。2022年5月17日，欧盟碳边境调节机制（Carbon Border Adjustment Mechanism,CBAM）正式生效，过渡期到2025年12月31日。因此，我国的钢铁贸易将受到碳减排或碳关税的影响[2]。我国作为钢铁产品进出口大国，钢铁企业碳减排刻不容缓。
2．我国钢铁行业碳排放与碳减排现状
根据中国碳核算数据库的《中国分部门核算碳排放清单1997-2021》，2021年我国在IPCC部门法下计算得出的二氧化碳总排放量约为10356.26百万吨，黑色金属冶炼和压延加工业的二氧化碳排放量约为1850.88百万吨，占总排放量的17.87%[3]。可以看出，钢铁行业碳排放量的变化趋势与钢铁产品产量的变化趋势基本一致，符合行业特性。值得注意的是，2021年碳排放量出现了显著下降，较2020年下降3.42%，且占比下降明显，但产品产量与2020年基本持平。不难看出，随着“双碳”目标的提出，我国钢铁行业较之以往更为关注降碳工作，且有能力在保证产量的同时降低碳排放量，行业还存在一定的减排空间。
图3 2012-2021年中国黑色金属冶炼和压延加工业二氧化碳排放情况
来源：中国碳核算数据库ceads.net
世界钢铁协会发布的《世界钢铁统计数据2023》显示，2022年我国生产的粗钢中，高达90.5%为长流程转炉炼钢，只有9.5%为短流程电炉炼钢。从生产工艺的角度看，我国通过提高电炉炼钢占比减少碳排放大有可为。
二、国际钢铁业低碳转型相关实践
（一） 国际钢铁行业转型相关政策
2018年，日本铁钢联盟提出了2100年挑战“零碳钢”的政策目标并参与制定了《低碳社会行动方案》。
2019年11月，印度钢铁部发布了新的钢铁回收政策，旨在建立具备加工能力的废钢加工中心，以提高印度国内加工混合类废旧金属的能力，最终实现钢铁行业低碳发展。
欧洲钢铁联盟于2020年下半年颁布《钢铁绿色协议》，此后相继公布了发展方向和实施方案。该协定表明，到2030年，欧洲钢铁业的CO2排放量将比1990年减少55%，并保证在2050年前将其排放量降低80%至95%（相对于1990年）[4]。
2021年7月14日，欧洲理事会提交了其关于建立碳边境调节机制（CBAM, carbon border adjustment mechanism）的建议。2023年10月1日，欧盟碳边境调节机制开始实行，进入三年过渡期，过渡期后将全面实行。CBAM原意在减少欧盟因进口碳密集的商品而导致的碳泄露，避免因其而抵消欧盟减排应对全球气候变化的努力。钢铁行业就是已纳入CBAM的六个行业之一。
美国、欧洲短流程钢厂、工业协会等共同发起组建的全球钢铁气候委员会（GSCC）于2023年8月颁布《钢铁气候标准》。GSCC认定高炉-转炉炼钢不属于低碳钢，将长流程钢铁归入低碳钢属于“洗绿”范畴，进而构建不区分制造过程的单一低碳钢排放标准，并提出了2022至2050年热轧板材/长材CO2排放目标值。然而，GSCC的成员主要是欧美等国的电炉钢企业，而没有包括其它国家的钢铁企业和长流程钢铁企业，因此，这只是一小部分电炉钢企业的心声，而不是世界钢铁企业的主流意见[5]。
（二）案例：安赛乐米塔尔
安赛乐米塔尔集团是全球最优秀的钢铁制造商之一，其炼钢流程以长流程转炉炼钢为主，对于我国构成为90.5%长流程转炉炼钢的钢铁业具有借鉴意义。
欧盟委员会公布“欧洲绿色协议”后，安赛乐米塔尔计划在2030年将其全球钢铁和采矿业务的二氧化碳当量排放强度降低25%，到2050年实现碳中和。为此，安赛乐米塔尔推出了XCarbTM项目，包含：XCarbTM创新基金、XCarbTM绿色钢材证书和XCarbTM回收和可再生生产[6]。
安赛乐米塔尔绿色钢材生产的实施策略主要包含五个方面：炼钢技术改造、能源转型、增加废料利用、采购清洁电力、抵消剩余碳排放[7]。
炼钢技术改造主要包括将BF-BOF（高炉-碱性氧气转炉）转换为DRI（直接还原铁），以及从烧结厂的铁矿石制备（使用热量或压力压实材料）到球团厂（将铁材料压缩或模制成丸状）。在DRI中使用球团矿炼铁通常与EAF（电弧炉）结合使用。随着绿色氢能技术的发展以及绿色氢能使用成本的降低，将其与DRI-EAF技术相结合，可以大幅降低二氧化碳排放。
能源转型包括清洁电能、利用化石碳和CCS（碳捕集与封存）实现零碳排放、碳循环（包括天然或人工的碳循环）的有机结合。
提高废钢资源的利用率，以电炉内废钢为主，并通过改善废钢分类、安装废钢预熔化、调整与废钢相匹配的冶炼工艺，提高废钢在高炉转炉炼钢中的利用率。
清洁电能是指通过向具备可再生能源资质的企业购买电能，并与新能源发电企业签订直接购电协议（PPA），提高其清洁用电比例。
抵消剩余碳排放指通过购买高质量的碳补偿的方式，或启动相应项目以产生高质量的碳信用额，以抵消剩余的碳排放。
三、我国钢铁业低碳转型相关实践
（一） 我国钢铁行业转型相关政策
在“碳达峰”和“碳中和”背景下，钢铁行业作为能源和资源密集型产业，亟待解决其高碳排放量的问题。为此，国家有关部门就钢铁行业可持续发展出台了一系列相关政策和通知规定，引导钢铁行业节能减排。其中包括提高短流程炼钢占比，大力支持钢铁行业的智能化和工艺技术设备科技水平的提高，引导钢铁行业高质量发展等。
表1 我国钢铁行业相关政策（部分）
来源：中财大绿金院根据公开信息整理
除此之外，我国钢铁行业有关专家也通过开展政策研究、实践分享、国际合作等形式，全面推进行业的低碳发展。例如，在《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会（COP28）期间，由中国宝武、力拓集团和清华大学气候变化与可持续发展研究院共同举办的“面向碳中和的金属工业转型”主题边会暨第四届中国钢铁低碳发展目标与路径研讨会在阿联酋迪拜世博城举行。此次边会作为COP28“中国角”行业专场的首个会议，聚焦“金属碳中和”这一核心话题，为解决行业低碳转型、应对全球气候变化挑战等命题，提供了国际化、高水平的交流平台[8]。
（一）案例：宝钢股份
宝钢股份是世界钢铁业产品产量第一的中国宝武钢铁集团的核心企业。宝钢股份积极响应国家层面“双碳”以及《巴黎协定》减排目标，积极承担社会责任，承诺力争在2050年提前实现碳中和，并承诺2023年实现碳达峰，2035年力争减碳30%。
在能耗管理上，宝钢在采用工业最优技术（BACT）不断减少钢铁生产能耗的基础上，进行了四大基地BACT节能、低碳技术的对接与落地，进一步完善了节能、低碳的工艺数据库。严格控制燃油消耗，在全省范围内大力推进绿色电能的置换交易，提高公司的洁净能源比例；提高原料品质，以外购天然气代替燃油，减少高碳燃油用量。
低碳冶金方面，宝钢股份制定碳中和冶金的主要技术路线，主要包括极致能效、富氢碳循环高炉、氢基竖炉、近终形制造、冶金资源循环利用和碳回收及利用等6个方面。
在碳资产管理上，宝钢积极强化了碳资产的管理，提高了企业的经营效率，并建立了信息化的平台，对CCER购置、协议转让、挂牌交易、拍卖等会计核算过程进行了优化和改进，减少了履约成本。开发林业碳汇，联合外部利益相关方开发林业碳汇，通过植树造林、植被恢复等措施，吸收并储存大气中的二氧化碳。
内外部交流方面，宝钢股份积极开展内部碳管理培训，组织低碳宣贯，引导低碳生活[9]。
四、我国钢铁业低碳转型路径展望
（一） 制定符合国情的钢铁业低碳产品认证标准
我国作为钢铁业大国，钢铁业产品产量位居全球第一，急需一套符合国情、目标明确、算法清晰、步骤合理的低碳产品认证标准。通过制定低碳产品认证标准，可以引导钢铁企业采用清洁生产技术，减少碳排放，从而促进整个行业的绿色转型。从欧盟碳边境调节机制到GSCC《钢铁气候标准》，欧美以短流程电炉炼钢为主的钢铁企业在国际舞台抢占话语权，若我国没有符合国情的钢铁业低碳产品认证标准，只能受制于人，处于被动姿态，终将影响我国的钢铁进出口贸易及钢铁业低碳转型。
（二）推动行业超低排放改造 构建循环产业链
目前已有大量钢铁企业完成了超低排放改造，并取得了显著的成效。钢铁企业应继续推进超低排放改造工作，并通过实施差异化环保管控和精细化管理，进一步提高能效，降低吨钢综合能耗，降低碳排放。与此同时，推动构建循环经济产业链。钢铁企业应积极推动绿色产业布局，将废弃物转化为再生资源，实现资源的高效利用。通过优化用能结构，降低化石能源的消耗，转向更清洁、可再生的能源，从而减少碳排放。此外，钢铁企业还应致力于开发优质、高强、长寿命、可循环的绿色钢铁产品，降低资源消耗和环境污染。
（三）推进行业低碳技术改造
科技是推动钢铁业低碳转型的源动力，要大力支持我国自主研发低碳技术，让我国钢铁业的低碳钢铁产品成为“中国智造”。钢铁行业应积极采用系统能效提升、资源循环利用、流程优化创新、冶炼工艺突破、产品迭代升级以及碳捕集封存利用等低碳技术。在《钢铁行业碳中和愿景和低碳技术路线图》等的指导下，分阶段实施低碳转型，从稳步实现碳达峰到深度脱碳，最终实现碳中和。
（四）完善绿色金融支持体系
近年来，我国高度重视钢铁行业绿色低碳发展，已出台一些列政策措施，但目前仍存在金融支持钢铁企业低碳转型限制较多、金融机构对部分国家认可的绿色项目支持力度有限等问题。今年的全国两会上，全国人大代表，首钢集团党委书记、董事长赵民革就建议国家有关部门形成政策合力，研究制定钢铁行业绿色低碳转型财税与金融支持系列政策，完善绿色低碳钢铁产品推广应用标准政策体系等，统筹推进钢铁行业绿色低碳转型[10]。从平衡产业和金融供需关系角度而言，一方面，需要国家有关部门制定绿色信用评价管理办法和信用管理跟踪机制，将低碳转型纳入信用评价[11]，有助于满足钢企在追求低碳转型目标下的融资需求；另一方面，建议出台类似于碳减排支持工具、煤炭清洁高效利用专项再贷款的金融工具[11]，加强绿色金融支持供给，支持钢铁行业低碳转型。
脚注
[1]孙湫娟. “双碳”背景下中国钢铁行业二氧化碳排放情景模拟及减排路径研究[D].江西财经大学,2023.DOI:10.27175/d.cnki.gjxcu.2023.001593.
[2]康斌,辜海芳,王媛.GSCC《钢铁气候标准》草案及其对钢铁行业影响分析[J].冶金管理,2023(16):4-12+23.
[3]Xu et al. (2024) "China carbon emission accounts 2020-2021. Applied Energy", https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261924002204#ac0005.
[4]于立梅,张若鹏,任翠英.钢铁行业低碳发展标准体系建设研究[J].中国冶金,2021,31(09):135-142.DOI:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20210343.
[5]本刊编辑部.全球低碳排放钢认定标准亟待统一[J].冶金管理,2023(16):1.
[6]张舒航.安赛乐米塔尔XCarbTM绿色钢材证书概述[J].中国住宅设施,2022(01):65-66.
[7]ArcelorMittal. Climate Action Report 2[R]. 2021.
[8]鲍武. 务实推动钢铁业绿色低碳转型[N]. 中国冶金报,2023-12-15(001).DOI:10.28153/n.cnki.ncyjb.2023.002659.
[9]焦远芳. “双碳”背景下宝钢股份碳减排绩效评价研究[D].广西财经学院,2023.DOI:10.27956/d.cnki.ggxcj.2023.000056.
[10]高雨萌.“两会”钢铁之声：代表共议财税金融支持新举措[J].冶金财会,2024,43(03):9-12.
[11]潘欢欢.以金融工具支持钢铁行业低碳转型问题分析及政策建议[J].可持续发展经济导刊,2024(04):36-38.
作者：
孙菁 中央财经大学绿色金融国际研究院科研助理
李欣宇 中央财经大学绿色金融国际研究院研究员
施懿宸 中央财经大学绿色金融国际研究院高级学术顾问，中财绿指 (北京) 信息咨询有限公司首席经济学家
原创声明
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