从上一期《润百科》开始，小润为大家展开了一个新的系列，碳中和涉及的重点行业（俗称八大行业）的控排难点及现状。

  关于八大行业的划分，乃是依据2020年统计测算，电力、钢铁、造纸、有色金属、石化、化工，以及航空、建材领域的碳排放合计约占90%以上。因此，将电力、钢铁、造纸、有色金属、石化、化工以及航空、建材领域确定为重点行业/领域（业内称为碳排放八大行业），并采取不同的路径及策略促进目标达成。

  （数据来源：观研报告网《中国光伏发电行业发展的新趋势研究与未来投资分析报告（2022-2029年）》）

  上期我们从电力行业起首，根据最新数据，电力行业的排放仍占比40%，首当其冲。本期我们将继续看看排名第二的钢铁行业，占比15.2%。

  钢铁工业一直是我国解决产能过剩，促进节能减排的关键产业，也是继发电行业后的重点减排行业。据统计，钢铁行业颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等主要大气污染物的排放量分别占到工业行业的30%、14%和16%，位居非电行业的首位。

  我国钢铁生产仍以高炉-转炉长流程为主，严重依赖煤基化石能源，是导致碳排放量较高的首要因素。2010年之后的十年，我国转炉法钢铁炼钢一直占总钢铁产量的90%左右。直至2020年，状态仍旧没有太大改变。2020年我国钢产量为10.65亿吨，其中转炉法炼钢9.54亿吨，占89.6%；电炉法炼钢1.11亿吨，占10.4%。

  从图一我们大家可以看出，我国钢铁产量在2013到2016年间处于平稳态势，期间电炉法产量一直未有太大提升。2016年末，随着电炉法的提升，中国钢铁产量也得到提升。2018年，黑色金属冶炼及压延加工业能源消耗总量62279万吨标煤，占国内总量的比重为13.2%。2015-2018年黑色金属冶炼及压延加工业能源消耗总量增速分别是-7.77%、-2.89%、-1.88%、2.21%；从粗钢产量增速、铁水增速、能源消耗总量增速来看，2015年以后钢铁行业能耗增速低于粗钢和铁水增速，意味着钢铁行业能源消耗强度有下降趋势。

  图二很好的展示了中国钢铁产量与碳排放之间的关系，按照常规来看，2016年后，随着产量提升，碳排放理应平行增多，然而事实上，碳排放却低于产量的提升。也侧面证明钢铁行业的的低排放策略初见成效。

  众所周知，从铁矿石到钢铁，需要经过多次的加工过程，其中的多个过程就会产生大量粉尘、大气污染物和温室气体。按照我们的减排分析策略，我们从炼钢的过程来看一看，钢铁行业的排放重点和难点。

  根据《中国钢铁生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》，钢铁生产过程中的碳排放主要有四大类来源：化石燃料燃烧排放、工业生产过程排放、净购入使用的电力、固碳产品隐含的碳排放。根据文旭林等在《钢铁企业碳排放核算及减排研究》对长流程钢厂碳排放研究：燃料燃烧碳排放约占94%；净购入电力碳排放占约6%。在烧结、炼钢工序中，需消耗石灰石、白云石、电极、生铁、铁合金等含碳原料，以及生产熔剂过程的分解和氧化产生的CO2排放，约占总排放量的6%。生产过程中部分碳固化在企业生产外销的粗钢、粗苯和焦油中，相应部分的二氧化碳排放应予扣除，约占总排放量的4%。

  1.焦炭是钢铁行业直接消耗的第一大化石燃料。从统计局发布的数据来看，2018年国内消费焦炭量37152万吨。焦炭消费比高，是中国钢铁行业燃料燃烧排放的一大特点，这与国内高炉工艺占比高有密切关系。焦炭作为高炉炼铁的主原料，既是燃料、又是还原剂，同时在高炉中还起到骨架、稳定炉料透气性。2018年国内黑色金属冶炼及加工行业，燃料燃烧的碳排放有64.7%来自于焦炭燃烧，有33.9%来自于煤炭，1.4%来自于天然气。

  2.外购电力碳排放。根据冶金规划院在《中国钢铁工业节能低碳发展报告(2020)》发布数据，国内钢企2019年自发电量比例为53%。测算钢企外购电力占总能耗的比重约5%-6%。而数据显示，2020年国内发电结构中，以煤炭、油气为主的火电发电占比71%，核电占比5%，水电占比16%，风、光伏、生物质发电占比8%。

  综上所述，钢铁行业排放中的大头是燃料燃烧，在这94%的占比中是有较大调整空间的，而净购入电力的碳排放可以交由电力部分去解决。

  钢铁行业要实现碳中和是一个非常复杂的系统性工程，它不是简单的节能环保问题，而是发展方式的问题，更多需要在生产工艺、生产流程上进行革新，涉及冶炼技术、生产原料、配套设施等诸多方面。

  好消息是，自2000年以来，我国加快推动了钢铁行业的节能减排工作，单位产品污染物排放量明显下降。2005年，我国主要钢铁公司排放的平均吨钢污染物（主要是二氧化硫和颗粒物）超过了两公斤。现在，它已降至0.6公斤以下，减少了70％以上。在此过程中，钢铁企业做了很多工作，并进行了许多环保改革，包括脱硫，脱硝和除尘改造。

  碳中和目标任重道远，如果一个个攻坚的话，在继电力之后，钢铁行业也需要扛起大旗。

  从上文的分析可知，钢铁行业的减排重点其实也是对于工艺及能源的改革，同时还需要进行一系列的调整。小润在参考了众多资料之后，总结了以下三条。

  从图二我们可以看到，电弧炉冶炼法可以显著降低炼钢过程的CO2排放量。那么，对冶炼工艺的改革重点可以体现在由高炉—转炉法转向电弧炉冶炼法上来。

  工信部在2020年12月31日发布《关于推动钢铁工业高质量发展的指导意见（征求意见稿）》，要求我国到2025年电炉钢产量比例提升至15%以上，力争达到20%。我国目前电弧炉冶炼法产量占比有很大的提升空间。

  当然，这种改革也有不尽如人意之处，比如会有铁元素的损耗和流失，因此电弧炉冶炼法并不可能完全替代高炉—转炉法。

  炼钢过程中需要用到大量电力，将电力的生产从火电转向可再生能源也将减少大量排放，关于这一点的改革，可以重点参考上一期的内容§《一增一减--T16重点行业的减排-电力》。

  对于传统炼钢过程中要用到的煤、天然气或石油，未来可以逐步用氢能替代。目前瑞典钢铁行业是全球第一个实现“无化石燃料钢铁制造”价值链的国家，其采用的就是新一代氢还原冶炼技术，国内也有部分钢企也已采用氢能炼钢。氢气可以通过不消耗化石能源的方式制取，例如电解水、收集其他化工生产中的副产氢。对于以铁矿石为原料的炼钢工艺来说，使用氢能是解决化石能源碳排放问题最可行的路径。

  钢铁生产本身是复杂的系统过程，前面我们谈到的两点都是在冶炼过程的减排路径。其实，从原材料和成品的物流运输、库存管理等配套服务中也可以一定程度实现低碳。

  比如，建设绿色物流体系，厂址选在沿江沿海地区，充分利用水运的低碳优势，在铁矿石等原料的运输环节降低碳排放水平。

  此外，也可通过数字化、智能化改造全面提升节能和能效水平。比如宝钢就在可持续发展报告中披露，公司在四大基地推进行业最新节能减排技术的全流程覆盖，在过程提标及领先减排技术、工艺源头节能减排技术、节能低碳流程衔接技术、系统节能技术等方向对生产流程进行低碳改造。

  所谓CCUS（Carbon Capture, Utilization and Storage）即碳捕获、利用与封存，通过CCUS技术可以把生产的全部过程中排放的CO2进行提纯，继而投入到新的生产的全部过程中，实现CO2资源化利用。

  钢铁行业可以在CCUS技术上有新的探索，比如为需要二氧化碳的企业直接提供提纯后的CO2，最终制成多种化工产品。

  所谓“林业碳汇”是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而实现“碳”的捕获和固定。非经济林所有者可以对外出售“林业碳汇”，作为一种可交易的碳排放权。钢铁企业可以针对无法完全消除的CO2排放量购买“林业碳汇”，从而在全社会整体的层面实现碳中和。但购买“林业碳汇”将会给钢铁行业企业额外增加成本，且未来“林业碳汇”资产价格还可能出现大幅上涨。

  通过以上手段，无法帮助钢铁企业完全实现碳中和，充其量只能做到低排放、超低排放，更多碳中和手段需要业界专家的努力探索，也期待相关技术的进一步提升。

  自2018年底，一些地区要求相关企业进行超低排放改造。改造完成后，确实改善了空气质量。然而，某些设施的运作效果并不理想，还是会出现烟气外泄情况。

  也有一些企业的生产技术和设备水平相对较低。对其设备改造也没有花费很多心思去实施。因此，根据企业的设备水平，有些在末端实施排放，有些则需要督促淘汰一些落后的设备。

  2019年4月生态环境部、国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部、交通运输部正式联合发布《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》（环大气[2019]35号），给予钢铁行业来自国家层面的意见和指示。

  2020年底，生态环境部等5部门联合发布了《关于推动实施钢铁行业超低排放的意见》，旨在促进现有钢铁企业的超低排放转型。意见中重点提到，到2025年底，重点地区钢铁企业的超低排放转型将基本完成，国家将力争完成80％以上产能的转型。

  2022年4月21日，中国金属学会组织召开了《钢铁企业超低排放设计规范》系列团体标准立项审查会。该系列标准将基于钢铁行业超低排放政策要求，分别对钢铁公司制作涉及的原料场、焦化、烧结（球团）、炼铁、转炉炼钢、电炉炼钢等工序，从有组织治理、无组织管控，包括厂内物流优化角度进行系统设计。规范研制过程中，将博采众长，充分吸收优秀设计企业、示范钢铁企业先进经验，使设计规范充分体现先进性、系统性、实用性目标。

  好了，以上就是本期的全部内容啦！下一期《润百科》小润将带您揭开“重点行业的减排-水泥行业”的神秘面纱，我们下期再会~

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