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背景——鋼鐵行業(yè)理論上減排技術多樣,但是短期路徑往往缺乏選擇
鋼鐵行業(yè)是國民經濟支柱之一,上下游關聯度高,與國防、就業(yè)、財稅等密切聯系,。目前,我國鋼鐵行業(yè)粗鋼產能大幅超過10億噸,生產與消費是全球的50%以上,占全球鐵礦石海運貿易的絕大部分,國內貨運市場的1/10;消費全國20%的煤炭,直接排放占全國碳排放總量的15%(即Scope 1排放),考慮上游電力接近20%(Scope 2排放);局部污染物排放中,二氧化硫、氮氧化物和顆粒物排放量分別占全國排放總量的7%、10%、20%左右。
鋼鐵行業(yè)的體量、對上下游的影響力與生態(tài)足跡巨大。在我國雙碳目標提出并為之持之以恒努力的背景下,如何有序推動鋼鐵行業(yè)減排意義重大。要實現明顯的碳排放強度的下降,必須進行燃料轉換以及更多地使用電爐煉鋼的工藝流程。
理論上,要減少鋼鐵行業(yè)的直接與關聯排放,減排技術路線多樣,包括
提高能源效率;
更換焦炭還原劑為天然氣乃至綠氫;
更多地利用廢鋼,采用電弧爐煉鋼;
提高電力來源的低碳化程度;
加裝碳捕捉、封存與利用(CCUS)裝置。
但是目前,我國主要高爐設備還只有10年左右壽命,高爐煉鋼占90%的粗鋼產量。這一現狀背景下,大部分技術路線的現實可行性都面臨挑戰(zhàn),特別是:
非焦炭還原劑面臨諸多技術改造、經濟成本與操作實踐(“know-how”)方面的問題;
廢鋼回收體系并未建立,廢鋼來源少,價格高度波動,且基本與鐵礦石價格變化同步(下圖)?,F實中用廢鋼還是鐵礦石,是個短期相機決策的問題。
CCUS一直潛力巨大,但是事實上在全世界推進程度非常有限,因為它“只減排而不節(jié)能”,政治與社會接受程度低。
圖1廢鋼與鐵礦石價格波動基本一致
來源:平安證券研究所,鋼鐵研究報告,2020
這種情況下,從何處開始啟動一個相對快速的減排轉型進程,考驗著行業(yè)的管理者與從業(yè)者。我們認為,轉型可以從整合鋼鐵廠與新建可再生能源自備電廠做起,此為部門耦合(sector-coupling)的重要表現形式。
鋼鐵廠適配可再生自備電廠有哪些優(yōu)越性?
鋼鐵廠適配可再生能源自備電廠,起碼在短期與長期內具備以下的諸多優(yōu)點:
運行層面。更多地采用低價可再生能源發(fā)電,助力電力的清潔化與低碳化,減少化石能源發(fā)電,并規(guī)避燃料價格的波動風險。
固定資產方面。提高廢鋼+電爐技術路線的競爭力,為加快淘汰高爐設備提供利用率方面的信號指引。
產業(yè)組織層面。延長企業(yè)產業(yè)鏈,為企業(yè)多元化的發(fā)展提供選擇,改變單純追求企業(yè)煉鋼規(guī)模(這是我國持續(xù)產能過剩的重要原因)的戰(zhàn)略激勵,避免行業(yè)寡頭化。
技術創(chuàng)新方面。為更深程度的部門耦合(比如電轉氫、甲烷化)積累運行、技術、管理與心理經驗。
需要破除的思維定勢之一:高耗能“厭惡”
被貼上高耗能標簽的行業(yè),歷來受到一定的政策歧視。若有政策的任何變動,都會特別避免高耗能企業(yè)潛在獲益的可能性。2021年出臺的電力價格改革文件說:將燃煤發(fā)電市場交易價格浮動范圍由現行的上浮不超過10%、下浮原則上不超過15%,擴大為上下浮動原則上均不超過20%,高耗能企業(yè)市場交易電價不受上浮20%限制。
從直接的經濟邏輯而言,這是難以理解的。 因為能源供給不是免費的,能源使用的多則相應的花費多;使用少則花費少,這其中往往并不存在市場失靈與其他外部性問題,不需要特別的干預。即使存在總體上的能源短缺或者總體能源安全擔憂,也應是全體用能者統(tǒng)一受限制,而非單獨懲罰“高耗能”行業(yè)。
這分裂了統(tǒng)一市場,對于“高耗能”行業(yè)極不公平。
需要破除的思維定勢之二:自備電廠是落后產能
自備電廠作為我國電力行業(yè)一個“特色”的現象,目前受到了越來越多的關注。有媒體總結了自備電廠的“七宗罪”,分別是不交“稅”、不付費、不合規(guī)、不達標、不低調、不認錯、不逢時。
這是言過其實的。自備電廠存在任何問題,都是監(jiān)管的問題,需要監(jiān)管層面的加強,而不是把“自備電廠”作為一個客觀存在予以“肉體消滅”。自備電廠可以是先進生產力。在如何滿足自身用電問題上,鋼鐵廠家需要自由決定權。
小結
在可再生能源發(fā)電長期平均價格持續(xù)下降,而鋼鐵行業(yè)低碳轉型缺乏短期特別可行的選擇的情況下,鋼鐵行業(yè)適配可再生能源自備電廠具有各種優(yōu)越性。
我們認為:這是中國鋼鐵行業(yè),特別是中小型企業(yè)轉型的戰(zhàn)略選擇。在新項目(Greenfield)建設還有老項目(Brownfield)改造中考慮如何推進,今后一段時期我們將繼續(xù)關注。
Note:
作者感謝鋼鐵行業(yè)專家楊嬋女士在成稿過程中的討論,對文章內容的邏輯提升很大。
(作者為環(huán)境研究中心 主任兼首席經濟師)
動態(tài)優(yōu)化出口策略。
鋼鐵行業(yè)納入全國碳排放權交易市場,短期將加劇行業(yè)分化,倒逼落后產能退出,長期則會驅動更多技術創(chuàng)新和綠色轉型投資。
鋼鐵、水泥、鋁冶煉行業(yè)是碳排放大戶,年排放量約30億噸二氧化碳當量
2024年全國累計生產粗鋼10.05億噸,同比下降1.7%,粗鋼表觀消費量8.92億噸,同比下降5.4%。整體看,鋼鐵消費降幅明顯大于產量降幅,市場供強需弱的態(tài)勢未改。
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