全球钢铁脱碳重压下，中国企业开始探索新路

炼钢过程中86%的排放来自严重依赖冶金煤的高炉转炉工艺，这使得每生产一吨钢的二氧化碳排放平均达到2.32吨。11月1日，由国际非政府组织“钢铁观察”联合亚洲气候行动者组织与能联社，共同举办的钢铁行业碳减排国际交流会以网络会议的方式举办，并对钢铁行业碳减排展开深入探讨。

来自中国冶金工业规划研究院的数据显示，中国钢铁已持续26年位列世界第一，是世界钢铁生产和消费中心。2022年，全国累计生产粗钢10.18亿吨，占到全球的54.0%。

“我们既是全球最大的钢铁生产国、消费国和出口国，也是全球钢铁行业最大的排放源。因此，我国钢铁行业的减排力度和实效是全球钢铁行业能否实现与1.5℃温控目标一致的成败关键，”交流会的主持人山西派可思绿色文化中心的王晓军指出。

全球钢铁行业脱碳挑战巨大

荷兰环保机构“钢铁业观察”的Caroline Ashley表示，从2000年至2020年，20年间全球钢铁行业碳排放翻了一番，是所有行业碳排放速度增长最快的，虽然IPCC呼吁减排，但钢铁行业的碳排放依然在增加。根据IPCC的全球碳排放预算，到今年1月份还剩380GT，如果钢铁业继续以传统的方式生产，2023年到2050年会排放85GT，将近全球所有碳预算的四分之一。这样会挤压其他行业的碳排放。

“如果将冶金煤开采过程中泄漏的甲烷计算在内，那么生产一吨钢水就会产生3.2吨的二氧化碳当量。”Caroline Ashley指出。更糟糕的是，钢铁行业的碳排放远未达峰，反而在继续远离1.5摄氏度控温目标所需的方向。现在全球有1023座钢铁冶炼的高炉在运行，如果要减少钢铁业的排放，就需要淘汰这些高炉，挑战巨大。然而，这些高炉中的800多个在亚太地区。

“在经合组织国家经营或者设立公司不再投产新建或翻新改造煤基高炉项目，在新兴经济体当中可能要花更多时间，但不能再拖了，我们需要马上进行转型。”Caroline Ashley呼吁，“要实现这样的转型需要做很多事情，需要大量可再生能源，包括绿电还有氢能等，也要研究怎么样使用天然气。同时，政府也是非常关键，采购者和投资者也非常重要。我们看到对于钢铁的需求在增加，特别是来自汽车产业，有很多工作需要去做。”

我国钢铁行业脱碳有4条路可走

2022年落基山研究所联合马克斯-普朗克太空物理学研究所发布报告，指出5个通过减排达到2050年1.5摄氏度控温目标的重要手段和抓手。首先，是净零碳冶金过程，使用天然气、绿氢去还原铁矿石的冶金过程，它对于减排贡献可以达到44%左右。其次，是碳捕集、利用与封存，对于减排效果可以达到21%。第三，是再生钢，也就是废钢利用。第四，是其他低碳技术，比如CCUS的熔炉还原法。第五，是二氧化碳移除，直接从空气中进行碳捕集手段来达到净零排放的目的。

刘希元指出，整个钢铁行业在全球的总排放占到7%，在欧洲钢铁行业排放占到5%。在CBAM还没有实施之前，欧洲钢铁企业会收到EU ETC发布的免费碳配额，但在CBAM推进之后，免费配额也将逐步退出。CBAM的目的是确保从其他国家进口的部分产品和国内生产的产品面临等效的碳定价。目前，会对南非、巴西、土耳其、印度、中国等国家产生比较大的影响。

目前，美国以电炉生产钢铁为主，占比达70%。IRA正在激励钢铁行业低碳化发展，绿氢制钢、CCUS都会被推动。当前，在美国高炉转炉每生产一吨钢铁的碳排放2.4吨，氢气这条路碳排放是0.4吨左右，其中绝大多数都来自电力排放。

以欧洲的碳边境调整机制和美国的《通胀削减法案》为例，刘希元指出这些政策激励措施使得不同脱碳技术具有了价格竞争力。

刘希元也对中国钢铁行业减碳提出四项重点举措的建议，即使用绿氢来还原铁矿石、使用清洁能源炼钢、尽最大可能利用废钢以及考虑未来长期氢能和可再生资源未来下降的趋势，做出合理设备改造投资决策。

脱碳实践已在企业层面展开探索

来自太原理工大学的寇静娜以山西企业为例解读了中国企业的减碳实践。寇静娜介绍，晋南钢铁使用喷吹纯氢气开展高炉氢冶金降碳减排，按铁水年产量640万吨核算，一年可减少焦炭消耗7.7万吨，减少二氧化碳排放24万吨。这一项目今年6月获得了冶金科学技术奖，也是全国最主要的应用示范基地之一。

钢铁行业的减碳转型对于焦炭提出更大挑战。全国20%以上的焦炭产自山西，山西的焦炭产量和净外调量均位居全国首位。

“山西钢铁及焦化行业低碳转型需考虑到发展现状及转型挑战。”寇静娜强调。目前，山西钢铁企业已采用升级改造传统工艺、全流程数智化、投资光伏发电项目、探索应用氢冶金技术及钢化联产、钢焦融合等方式推进低碳转型进程。同时，山西焦化行业将在2025年前后达峰。未来山西仍将在较长时间内作为全国焦炭生产基地和钢铁行业的重要上游原材料行业而存在，在2050年前后，山西将作为全国最后的省份退出焦化行业。

主办方期待让山西的钢铁、焦炭以及更大的煤炭行业参与到国际讨论中来，和处于类似转型挑战中的地区和国家共同设计、摸索和实践既高效又安稳的去碳脱碳路径。

新京报零碳研究院研究员 白华兵