山西鋼鐵行業低碳轉型的痛點在哪里？
【谷騰環保網訊】“山西省計劃到2025年，短流程煉鋼占比提升至5%以上。雖然只提升5%，但要考慮現實情況。此外，山西省還是全國焦炭生產基地，將于2050年以后，逐步成為全國最后退出焦化的省份。”近日，在由國際非政府組織鋼鐵觀察聯合亞洲氣候行動者組織、能聯社共同舉辦的鋼鐵行業碳減排國際交流會上，太原理工大學經濟管理學院副教授寇靜娜認為，在“雙碳”目標下，山西省正在全面推進鋼鐵及焦化行業低碳轉型，但面臨多重挑戰。
我國鋼鐵行業的高碳排放屬性凸顯
我國是世界鋼鐵生產和消費中心。自1996年粗鋼產量破億噸以來，我國鋼鐵產量已持續26年位列世界第一。2022年，全國累計生產粗鋼10.18億噸，全球占比54.0%。
作為我國的鋼鐵生產大省之一，近年來，山西省鋼鐵行業穩步發展。2021年，全省生鐵、粗鋼、鋼材產量分別為5988.4萬噸、6740.7萬噸、6173.9萬噸，粗鋼產量在全國各省鋼鐵生產中排名第五。
但目前，山西省粗鋼生產大部分采用長流程煉鋼工藝。據介紹，2022年，其粗鋼產量為6423萬噸，長流程鋼占比超過95%。
長流程煉鋼即從鐵礦石、原煤開始，經過多道工序，制成鋼材。高爐、轉爐是其關鍵設備。與之相對應，短流程煉鋼指的是以廢鋼為主要原料，進行鋼材生產。電弧爐是其關鍵設備。長流程煉鋼在生產過程中所排放的二氧化碳量遠遠大于短流程生產工藝的碳排放量。長流程煉鋼的高爐工序是最主要的碳排放環節，占碳排放總量的73%。
據國家統計局發布的數據，我國鋼鐵行業的二氧化碳排放量已經占據全國碳排放量的16%以上。根據世界鋼鐵協會的估計，每生產一噸鋼平均會排放2.32噸二氧化碳。世界鋼鐵協會報告稱，2021年，高爐、轉爐工藝產生的二氧化碳高達3.2Gt，估計占整個鋼鐵行業年度全球溫室氣體排放量的86%。
因此，與會專家認為，高爐決定了煉鋼產業對煤炭的依賴，加劇了整個產業價值鏈的排放。那么，我國鋼鐵行業是否能擺脫對煤炭的依賴呢？
山西鋼鐵焦化行業低碳轉型面臨挑戰
據專家介紹，山西省的粗鋼產量目前處于達峰平臺期，未來產量將進入下降區間，2030年預計下降到5660萬噸。“雙碳”目標下，山西省的長流程鋼不斷縮減，短流程鋼產量比重逐步提高。到2025年，短流程煉鋼占比提升至5%以上。
工信部在2020年12月31日發布了《關于推動鋼鐵工業高質量發展的指導意見(征求意見稿)》，要求到2025年我國電爐鋼產量比例提升至15%以上，力爭達到20%。從數據上看，山西省到2025年計劃提升的比例雖然只有5%，但要綜合考慮山西省情。
山西省目前使用短流程電弧爐煉鋼的只有太鋼集團。短期內大力推進電爐鋼改造，提高電爐鋼占比并不現實，只能推動有技術基礎的企業提升電弧爐冶煉工藝占比。
寇靜娜說：“山西鋼鐵及焦化行業低碳轉型面臨多重挑戰。在行業層面，挑戰主要在于下游需求縮減，資產擱淺風險較大；行業集中度低，議價能力偏弱且不利于化產規；a；產學研協同效應偏弱，創新技術難以落地；區域經濟社會貢獻高，未來壓減退出難度大；資源綜合利用效率偏低，廢鋼加工配送體系建設有待完善等。在企業層面，焦爐煤氣燃燒是碳排放的主要來源，清潔替代技術路徑相對缺乏；鋼鐵及焦化行業排污環節多，環境治理難度大；產業鏈延伸不足，產品低端化問題突出；節能改造資金缺口大，財務負擔重；企業精細化管理水平不足，專業能力有待提高。”
山西省鋼鐵行業發展現狀？莒o娜供圖
山西大學資源與環境工程研究所的吳海濱等人認為，山西省鋼材呈現供大于求的現狀，省內年鋼材需求量僅2000余萬噸。這是由于鋼鐵產業鏈過度集中在產業鏈中游即鋼鐵加工制造環節，產業鏈下游應用市場存在較大缺口。
此外，山西省鋼鐵行業集中度與全國平均水平及其他鋼鐵大省相比，還處于低位。其中，1000萬噸以上規模的只有寶武太鋼一家，10余家企業鋼鐵產能小于200萬噸。企業規模小、數量多、布局散，不具備規模效益，科技水平低，產品缺乏競爭力，抗風險能力較弱。
使用可再生能源和綠氫煉鋼，盡可能利用廢鋼
寇靜娜告訴記者：“在山西鋼鐵、焦化行業低碳轉型的過程中，有很多正面的案例。焦化企業中，山西焦化股份有限公司、山西美錦能源股份有限公司、山西亞鑫能源集團有限公司、山西鵬飛集團有限公司、山西華鑫煤焦化實業集團有限公司在焦爐煤氣深加工、煤焦油深加工、多元化轉型等方面都做出了積極探索。氫氣和甲烷氣體在焦爐煤氣中占比較大。氫能和甲醇由于是部分戰略性新興產業發展的原材料，其發展成為焦化企業非煤轉型的重要方向。煤焦油作為炭黑和針狀焦的制取原材料之一，具有廣闊的市場需求。多元化轉型指企業結合所處環境和市場需求，開拓新的經濟增長點，降低甚至擺脫對煤炭的依賴，跨產業轉型。鋼鐵企業中，也有很多積極轉型的例子。比如，晉南鋼鐵探索高爐氫冶金。2022年2月開始，晉南鋼鐵的高爐開始噴吹純氫氣，開展高爐氫冶金降碳減排項目。噸鐵噴吹30立方米氫氣可置換12公斤焦比。按鐵水年產量640萬噸核算，一年可減少焦炭消耗7.7萬噸，減少二氧化碳排放24萬噸。此外，晉南鋼鐵推動氫能重卡零碳物流園區和‘新能源+儲能’項目建設。”
山西省級層面，政策全面推進鋼鐵焦化行業高質量發展。寇靜娜供圖
落基山研究所駐巴黎代表劉希元說：“鋼鐵技術需要向深度脫碳轉變。高爐—轉爐當前的碳排放強度大約為2.3噸二氧化碳/噸鋼，如果融合綠氫，高效生產的話，碳減排潛力大約為20%—30%。廢鋼—電爐工藝當前的碳排放強度大約為0.4噸二氧化碳/噸鋼，如果使用可再生能換，碳減排潛力為100%。氣基直接還原鐵—電爐工藝當前的碳排放強度大約為1.2噸二氧化碳/噸鋼，如果使用可再生能源和綠氫，碳減排潛力為100%。電解還原工藝目前還未商業化，使用可再生能源的話，碳減排潛力也能達到100%。”
因此，未來，在綠氫還原鐵礦石、使用清潔能源煉鋼、盡最大可能利用廢鋼等方面，專家認為我國鋼鐵行業還有較大探索空間。
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