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“雙碳”戰略對我國鋼鐵行業影響深遠

友發集團——上交所主板上市企業、連續16年位列中國企業500強    丨    2021.12.27    丨    1021

國家對“雙碳”戰略極為重視

2020年9月22日,國家主席習近平在第75屆聯合國大會一般性辯論上宣布,我國2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。為了更好的完成“雙碳”目標,國家層面高度重視,尤其是2021年被稱為“碳中和”元年,“雙碳”戰略深入人心,同時帶動各行各業通過技術創新、新能源開發、產品結構調整、碳市場交易等不同措施向“雙碳”目標邁進。

今年作為“十四五”開局之年,9月22日中共中央、國務院發布了《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,這是作為“雙碳”目標“1+N”政策體系中的“1”,對碳達峰、碳中和工作做出了總體部署。10月26日,國務院又印發了《2030年前碳達峰行動方案》通知,明確工業領域要加快綠色低碳轉型和高質量發展,力爭率先實現碳達峰。

為了有力支持“雙碳”政策的落實,金融機構也提出了支持政策,今年11月中國人民銀行宣布推出碳減排支持工具,支持清潔能源、節能環保、碳減排技術等重點領域發展,并撬動更多社會資金促進碳減排。通過“先貸后借”機制,對金融機構向碳減排重點領域內相關企業發放符合條件的碳減排貸款,按貸款本金的60%提供資金支持,利率為1.75%。其中包括氫能利用,碳捕集、封存與利用技術等。

同時為了利用市場機制控制和減少溫室氣體排放、推動綠色低碳發展,落實“雙碳”戰略,7月16日發電行業全國碳排放權交易市場啟動了上線交易,截至12月10日,全國碳市場碳排放配額(CEA)累計成交量7692.4萬噸,累計成交額達32億元。根據國家政策要求,“十四五”期間將納入八大高排放行業(包括發電、石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙、航空),其覆蓋的二氧化碳排放量將從現在45億噸左右上升至80億噸左右。

我國鋼鐵行業和企業積極響應“雙碳”戰略

1、持續壓減鋼鐵產能

工信部今年多次表態:“鋼鐵壓減產量是我國完成碳達峰、碳中和目標任務的重要舉措”,要求2021年粗鋼產量同比下降。并且6月修訂的《鋼鐵行業產能置換實施辦法》中明確大氣污染防治重點區域嚴禁增加鋼鐵產能總量;未完成鋼鐵產能總量控制目標的?。ㄖ陛犑?、自治區),不得接受其他地區出讓的鋼鐵產能;長江經濟帶地區禁止在合規園區外新建、擴建鋼鐵冶煉項目;大氣污染防治重點區域置換比例不低于1.5∶1,其他地區置換比例不低于1.25∶1。同時以京津冀及周邊地區為重點,繼續壓減鋼鐵產能,工信部、生態環境部于9月30日發布《兩部門關于開展京津冀及周邊地區2021-2022年采暖季鋼鐵行業錯峰生產的通知》。預計壓減產量政策將持續整個“十四五”。

根據今年1-11月粗鋼產量,預計今年粗鋼產量為10.2億噸,同比2020年減少4500萬噸。

2、成立行業低碳組織

4月22日,中國鋼鐵工業協會牽頭組織成立了“鋼鐵行業低碳工作推進委員會”,旨在聚行業力量,研究行業低碳路線圖和行動方案,圍繞“雙碳”目標推動鋼鐵行業低碳發展。并下設了低碳發展研究,低碳技術研究,低碳標準研究3個工作組。

11月18日,中國寶武發起并聯合全球鋼鐵企業及生態圈伙伴成立了“全球低碳冶金創新聯盟”,來自世界15個國家的62家企業、高等院校和科研機構共同組建。以技術創新推動行業低碳發展,形成鋼鐵行業低碳價值創新鏈,推動鋼鐵工業的低碳轉型。

3、制定行業“雙碳”目標路線圖

我國鋼鐵行業碳達峰實施方案以及碳中和技術路線圖的制定工作已基本完成,公布后將全面開始實施。

4、企業紛紛宣布“雙碳”目標時間

寶武集團于7月15日成立了碳中和股權投資基金,總規模500億元。并宣布2023年實現碳達峰,2025年具備減碳30%工藝技術能力,2035年實現減碳30%,2050年實現碳中和。

河鋼集團宣布2022年實現碳達峰,2025年實現減碳10%以上,2030年實現減碳30%以上,2050年實現碳中和。

鞍鋼集團宣布2025年前實現碳達峰,2030年實現前沿低碳冶金技術產業化突破、深度降碳工藝大規模推廣應用,2035年實現減碳30%。

包鋼集團宣布2023年實現碳達峰,2030年具備減碳30%工藝技術能力,2042年碳排放量較峰值降低40%以上,2050年實現碳中和。

“雙碳”戰略影響深遠

1、“雙碳”戰略造成鋼鐵生產成本增加

我國鋼鐵行業要完成“雙碳”目標,其生產結構和體量決定了需要大量資金投入。2020年我國粗鋼產量為10.65億噸,占全球總產量56.7%,位居全球第一,碳排放量占全球鋼鐵碳排放總量60%以上,占我國碳排放總量15%左右,而且我國以碳排放強度高的長流程為主(占90%),能源結構調整和新技術研發是一個漫長的過程,需要持續進行資金投入,據專家測算,我國鋼鐵行業要想實現碳中和,需連續30年每年投資5500億元左右,相當于噸鋼每年需投資550元,這些投資無疑增加了鋼材產品成本。

另據國際能源署推算,創新型工藝生產路線(包括高爐CCS技術、氫還原技術以及基于煤氣的直接還原鐵技術)的預期成本要比傳統技術高10-50%,而且增加的成本要顯著高于當前的煉鋼利潤率。

2、“雙碳”戰略加快兼并重組步伐

隨著我國高質量發展以及高標準定制化供應的發展,未來我國鋼鐵企業兼并重組會更加頻繁,集中度會不斷提高,大多以集團化出現,形成“一超、多強、多專業”格局。

今年我國就有多家鋼企涉及兼并重組及產能合作事項,例如寶武集團通過重組產能達到近兩億噸,覆蓋不銹鋼、汽車板、硅鋼、無縫管、車輪鋼等產品類別,在我國多數地區占據主導地位。鞍鋼重組本鋼,以6300萬噸的粗鋼產能成國內第二大鋼企。首鋼、河鋼、沙鋼、建龍、新天鋼、華菱、方大等企業已經形成了強有力的鋼鐵集團,還有普陽鋼鐵、日照鋼鐵、新華聯合等一些鋼鐵企業通過股權控股、產能轉讓等方式,分化重組正在形成新的鋼鐵集團。

特鋼領域的中信泰富特鋼集團年產能1300多萬噸,擁有江陰興澄、湖北新冶鋼、大冶特殊鋼、青島特殊鋼、靖江特鋼等多家特鋼基地;青山控股在國外擁有鎳礦、鉻礦礦山,在國內擁有不銹鋼棒材、板材生產基地。還有龍騰特鋼、永洋特鋼等,在細分領域具有很強競爭力。當然現在形成的鋼鐵集團隨市場競爭還會分化重組,我國鋼鐵行業將逐步演化為“一超、多強、多專業”格局。

3、“雙碳”戰略促使鋼鐵行業工藝流程再造

我國90%以上的鋼通過高爐長流程生產,長流程噸鋼碳排放量平均為1.82噸,短流程電爐鋼噸鋼碳排放量為0.4噸,如果要降碳*直接的是改變工藝流程,用短流程代替長流程,而我國廢鋼資源需要一個積累過程,2019年,我國廢鋼鐵資源產生量為2.4億噸,同比增長了9%,2020年,我國廢鋼產生量約2.6億噸,預計到2025年將達到3億噸,所以短時間內,長流程全部改為短流程還不現實。

另外,目前全球研究和探索*多的當屬氫冶金。用氫代替碳還原鐵礦石,包括高爐富氫冶煉和氫直接還原工藝。同時涉及的氫來源以及價格等問題也需要解決。

總之,我國鋼鐵行業在“雙碳”戰略指引下,不再通過增加產量來發展,需要減產、調整產品結構、重塑工藝、重新布局來實現高質量發展,同時面對“雙碳”目標,誰先實現綠色低碳轉型,誰就能在未來競爭中占據主動。

“雙碳”戰略應對措施分析

1、加快技術創新研發步伐,行業方能行至久遠

研發革命性突破性技術已成為行業未來發展的必然,而采用氫代替碳是低碳發展、能源變革的終極方向,也是綠色化的根本出路。

目前,我國也有企業開展了氫冶金示范工程。例如寶武八鋼進行的富氫碳循環氧氣高爐工藝實驗,目前已經完成第二階段試驗目標。河鋼集團在宣鋼建設了120萬噸氫冶金示范工程,利用風能、光能等可再生能源,使用含氫量約70%的補充氣源作為還原劑,生產1噸直接還原鐵僅產生250kg二氧化碳,同時對產生的二氧化碳進行選擇性回收。建龍集團在烏海進行了年產30萬噸富氫熔融還原法生產高純鑄造生鐵項目,目前處于第一階段,可實現噴氫1萬噸/年,減少二氧化碳排放11.2萬噸/年。包鋼集團利用億利集團在制氫及天然氣管網輸氣優勢,共同開發光伏制氫、管道輸氫和綠氫冶煉技術。鞍鋼集團積極探索氫冶金技術,包括風電+光伏(綠電)-電解水制氫(綠氫)-氫冶金工藝。

另外還有山西晉南鋼鐵落地運行的鋼焦化氫聯產技術;酒鋼集團的煤基氫冶金工藝;山西中晉太行礦業有限公司的氣基豎爐直接還原鐵工藝;京華日鋼控股集團有限公司建設的首臺套年產50萬噸氫冶金等,正在開展相關研究、實驗。

通過超前開展綠色冶金前沿技術研究,不僅推動鋼鐵行業綠色低碳轉型,也可以掌握行業領先的核心技術,形成自主知識產權,增強技術保障。目前主要問題是用氫能價格較高,鋼鐵企業運營壓力較大。

2、加快氫能戰略布局

實現“雙碳”目標,本質是要從高碳到低碳乃至到近零碳排放的轉變。鋼鐵行業要發展氫冶金,必須解決氫能來源和價格問題,提早制定氫能戰略布局。大家都知道氫能是推動傳統化石能源清潔高效利用和支撐可再生能源大規模發展的理想媒介。美國、歐盟、日本、韓國等國家和地區都逐步明確了氫能在國家能源體系中的定位,并推出了氫能發展路線圖。例如2020年4月,荷蘭發布了*氫能政策,到2025年建設50個加氫站、投放15000輛燃料電池汽車和3000輛重型汽車;到2030年投放30萬輛燃料電池汽車。2020年6月德國正式通過了國家氫能源戰略,為清潔能源未來的生產、運輸、使用和相關創新、投資制定了行動框架。2020年6月法國交通部長宣布支持2035年實現的綠色氫燃料飛機的計劃。2020年7月,歐盟發布了《歐盟氫能戰略》和《歐盟能源系統整合策略》,希望借此為歐盟設置新的清潔能源投資議程,以達成在2050年實現碳中和的目標。

目前我國還沒有制定氫能發展路線圖,氫能研究還分散于各個子板塊。氫能供應與應用不僅涉及煤化工、煉油、煉鋼、焦化等傳統工業,還涉及氫燃料電池汽車、固定式燃料電池儲能應用等新興產業。氫能頂層設計需要跨部門、跨行業、跨學科協同進行。

3、提高高品質產品產量

在粗鋼總產量不增加前提下,要滿足國民經濟高質量發展,應提高高品質鋼產品產量,向超輕和高強方向發展。據去年10月國際能源署(IEA)發布《世界能源技術展望2020-鋼鐵技術路線圖》可知,為了實現《巴黎協定》的溫控目標,2050年前鋼鐵行業碳排放量比2019年至少減少50%,排放強度需降低60%,即噸鋼碳排放量從目前1.4噸降到0.6噸,而全球鋼鐵需求只能增長10%(約1.8億噸)至20.3億噸。所以建議通過多種途徑削減鋼鐵消費總量,尤其是延長建筑的使用壽命和優化建筑設計。

4、加速碳捕獲、利用與封存(CCUS)技術開發應用

為了實現碳中和,全球探索*多的是氫冶金,另外就是末端治理技術,包括碳捕獲、利用與封存(CCUS),即兩個技術路線:“智能碳利用”和“碳直接避免”。

CCUS被認為*有潛力實現“雙碳”目標的技術,2020年我國粗鋼產量為10.65億噸,二氧化碳排放量約23.2億噸,占我國二氧化碳總排放15%左右。短時期內,我國高爐-轉爐長流程煉鋼仍占主導地位,面臨巨大的二氧化碳排放壓力。所以我國對CCUS技術高度重視,國家發改委早在2013年就出臺了《關于推動碳捕集、利用和封存試驗示范》的通知,科技部組織編寫的《中國碳捕集利用與封存技術發展路線圖(2019版)》提出,2050年前要建成多個CCUS產業集群,實現二氧化碳利用封存量超過9.7億噸/年,產值超過5700億元/年。

目前我國鋼鐵行業還沒有真正碳捕集封存(CCS)(CCS指捕獲從大型排放源產生的二氧化碳,將其運輸至儲存站點進行封存,避免二氧化碳排放到大氣中)技術案例,但二氧化碳利用已有案例:1、我國首鋼京唐300噸轉爐利用二氧化碳代替氮氣或氬氣作為攪拌氣體煉鋼,實現了二氧化碳資源化利用,同時達到節能減排及潔凈化冶煉效果。實驗表明轉爐頂吹CO?-O?混合氣體煉鋼時,對于年產500萬噸鋼廠來說,年粉塵排放減少量達到0.75萬噸,同時實現了約5000噸二氧化碳的資源化利用。2、晉南鋼鐵集團鋼焦化氫聯產技術。先將高爐煤氣送至頂裝焦爐,置換出優質焦爐煤氣,然后與優質轉爐煤氣混合送至化工廠,經過一系列物理化學方法、凈化處理后,合成乙二醇、LNG及氫氣產品,其中氫氣送至高爐,實現氫能冶煉。整個工藝過程不僅實現了碳固化,減少了碳排放,還實現了氫冶金。根據測算,鋼鐵工序降碳比例為26%,焦化+鋼鐵工序降碳比例達到了15%。

國外也有碳捕集、封存(CCS)案例:阿拉伯聯合酋長國位于阿布扎比的國有酋長鋼鐵公司,其直接還原鐵廠是目前鋼鐵行業唯一正在運行的CCS工廠。該工廠每年能夠捕獲80萬噸二氧化碳,捕獲后的二氧化碳被壓縮和脫水后,經過50km管道,注入成熟的陸地油。另外還有還有日本的COURSE50項目和歐盟的ULCOS計劃都有涉及高爐的碳捕獲問題,但仍處于實驗階段。

國外利用二氧化碳的部分案例:1、安米Steelanol項目,捕獲高爐中廢氣并利用生物技術將其轉化為可再生的生物乙醇,并將這些生物乙醇混合用作液體燃料,預計2022年建成。2、蒂森主導的Carbon2Chem項目,將鋼廠廢氣中化工原料(例如一氧化碳和二氧化碳等)用于生產含有碳和氫的合成氣體。這些合成氣體正是生產氨氣、甲醇、高級醇等各種化工產品的原料。3、SSAB和塔塔鋼鐵公司合作FReSMe項目,從鋼廠高爐煤氣中回收二氧化碳,然后與通過電解水生產的氫氣混合,從而生成甲醇。

5、從全生命周期碳足跡評價產品并給予政策支持

為了鼓勵企業走在低碳前列,國家政策應從材料全生命周期的資源消耗和碳排放(碳足跡)出發,評價鋼材產品,例如對于生產過程碳排放量不同的產品冠于不同綠色標簽,與下游用戶聯合從整個生態鏈體系定位產品市場價格。對為低碳做出貢獻的企業,要給予政策支持和差別對待。

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