據人民網報道，2021（第十二屆）中國鋼鐵發展論壇上，有關人士透露，《鋼鐵行業碳達峰及降碳行動方案》已經形成修改完善稿，“鋼鐵行業碳達峰目標初步定為：2025 年前，鋼鐵行業實現碳排放達峰；到 2030年，鋼鐵行業碳排放量較峰值降低 30%”。（碳達峰指的是碳排放進入平臺期后，進入平穩下降階段。）

    作為碳排放量大戶，鋼鐵行業的一系列政策從去年開始就已陸續出臺。

    2020 年 1 月，工信部發布《關于推動鋼鐵工業高質量發展的指導意見（征求意見稿）》，將中國鋼鐵碳達峰的時間點比國家目標向前推進了 5 年。而行業龍頭中國寶武則在此基礎上又將目標提前至 2023 年，河鋼集團定于 2021 年發布低碳冶金路線圖、于 2022 年實現碳達峰，2050 年實現碳中和。2021年2月，《碳排放權交易管理辦法(試行)》(以下簡稱《管理辦法》)正式施行，標志著全國碳市場正式啟動。根據《管理辦法》規定，鋼鐵企業作為“溫室氣體排放重點單位”勢必納入“碳配額”機制之中。預計未來隨著“碳配額”機制的落地，逐年遞減的配額數量，以及逐漸成熟的碳交易機制，鋼企將面臨碳排指標購買，成本曲線陡峭進一步助推行業優勝劣汰，將倒逼鋼鐵企業加快轉型升級。

    降碳行動的出現對鋼鐵行業來說，是一項艱難考驗還是一次破釜沉舟的機會

    本文將圍繞以下兩點進行闡述：

    1、未來的鋼鐵需求量幾何？

    2、鋼鐵冶煉降碳路徑介紹

    發展歷程

    因歷史原因，發達國家的鋼鐵轉型早于國內，且有兩個關鍵節點，第一階段是工業化、城市化快速發展階段，第二階段是城市化達到瓶頸后的轉型階段。

    以美國、日本、德國、法國為例，其均在 40、50 年代至 70 年代對鋼鐵的需求量有快速的發展。

    原因主要有兩點：

    一方面，戰后經濟復蘇，各國產業結構調整，工業化快速發展擴大鋼鐵需求，鋼鐵工業成為許多國家重點發展行業。另一方面，城市化伴隨工業化崛起，從而進一步催生建筑、基礎設施等對于鋼材的需求。

    隨著發達國家的城市化率進入 70%以上以后，基建、房地產用鋼需求快速下降。鋼鐵需求由螺紋鋼為主，逐步轉變為機械設備、精工制造等高品質鋼材需求；而與此同時，經過長期的積累，經濟流通環節開始產生大量的廢鋼，因此以電爐為代表的的短流程生產得到快速發展。而短流程生產方式較前者更環保，下文會重點提到。

    相比以上發達國家，我國正處于第一階段向第二階段轉型時期。根據七普數據，中國2020年城鎮化率是在63.89%，中國城鎮化促進會常務副主席鄭新立表示，再用15年的時間，我們平均每年城市化率提高的幅度保持在1個百分點以上。那么2035年我們常住人口的城市化率能夠達到70%以上。  

    伴隨城鎮化逐步飽和，我國鋼鐵的需求量也將出現下降。此時碳中和相關政策的出現，既是順應了鋼鐵行業的發展趨勢，又加速了鋼鐵企業的智慧低碳化轉型。加上從鋼鐵生命周期的角度看，鋼鐵自身便是一種低碳材料，因此憑借此次機會，鋼鐵行業或可實現技術突破，進行能源革命，轉變管理模式，從而進一步增強產品及生產模式的低碳競爭力。

    長流程與短流程

    在上文中提到的《鋼鐵行業碳達峰及降碳行動方案行動方案》中，對完成降碳指標給出了以下五點路徑：

    ①推動綠色布局方面：要優化產業布局，嚴禁新增產能，加大綠色物流，推廣全生命周期綠色產品。

    ②節能及提升能效路徑：包括推廣先進適用節能低碳技術、提高余熱余能自發電率、應用數字化智能化技術。

    ③優化用能及流程結構路徑：包括原燃料結構優化、廢鋼資源回收利用、發展新能源及可再生能源。

    ④構建循環經濟產業鏈路徑：包括區域能源整合、固廢資源化利用和推動鋼化聯產。

    ⑤應用突破性低碳技術路徑：包括應用氫冶煉技術等多個方面。

    其中第三條，“優化用能及流程結構，包括廢鋼資源回收利用”中提到了煉鋼的流程。簡單來說，當前煉鋼有兩種典型工藝，當前用的比較多的是長流程工藝，大約占比90%。未來，處于降碳需求，短流程工藝占比將會逐步上升。

    長流程煉鋼工藝的源頭從鐵礦石、原煤開始，高爐和轉爐是關鍵的設備。原煤經過洗煤、配煤后高溫干餾，釋放出揮發成分后得到冶金焦炭；鐵礦石通過研磨磁選成鐵精粉，然后以生石灰為溶劑燒結成燒結礦或者加工成球團礦。以上原料加入高爐后冶煉得到碳含量4%以上的液態鐵水。高爐鐵水經過氧氣轉爐吹煉配以精煉爐得到合格鋼水。鋼水經過澆鑄連續澆鑄或模鑄成為鋼坯或鋼錠，再經過軋制工序最后成為鋼材。

    與長流程相對的是短流程工藝，源頭主要是廢鋼和少量鐵水。廢鋼經簡單加工破碎或剪切、打包后裝入電弧爐中（避免廢鋼中有密閉空間引起爆炸），利用石墨電極與廢鋼之間產生電弧所發生的熱量來熔煉廢鋼，并配以精煉爐完成脫氣、調成份、調溫度、去夾雜等功能，得到合格鋼水，后續軋制工序與長流程基本相同。 

    和短流程相比，長流程出鋼時間短，大約二十分鐘，高爐容積大適合大批量生產，無需外部能源接入成本較低，問題則是無法冶煉難熔合金原料及高爐容積大，不適合特鋼生產，在生產過程中會釋放大量溫室氣體。

    而短流程工藝平均出鋼時間為50分鐘以上，成本上除了電力成本，還受廢鋼的產量的制約。

    但由于短流程工藝本身采用廢鋼進行回收再利用，在碳排放量上能大大減少。

    據申宏萬源研報統計，在各項技術指標不變的前提下，預計隨著我國廢鋼回收的增加，尤其是產業鏈專業化 回購推廣后，單靠電爐比例的提升便可以完成我國碳排放減少目標。到2030 年我國鋼鐵碳 16 排放將較 2020 年下降 29%，到 2060 年下降 87%。基本能夠完成“碳達峰、碳中和”減排目標。

    為什么不立即提高鋼廠短流程煉鋼比例？

    除了成本問題外，當前還面臨廢鋼資源不夠的問題。

    中國冶金報數據顯示，中國鋼鐵積蓄量盡管已達 100 億噸左右，但由于尚未到報廢期，因此每年回收廢鋼比例僅約 2%，2019 年中國廢鋼資源量為 2.4 億噸，富寶 147 加鋼廠廢鋼庫存約 400 萬噸。此外，國內鋼企生產模式以長流程高爐煉鋼為主，因此廢鋼產出嚴重不足。

    如何改善這一問題？

    促進產業集聚和整合，建設一體化大型廢鋼鐵加工配送中心或是解決辦法。

    2020 年 7 月，工業和信息化部印發《京津冀及周邊地區工業資源綜合利用產業協同轉型提升計劃(2020~2022年)》，其中提到統籌區域內資源配置，發揮現有產能優勢，引導廢舊金屬資源向優勢企業集聚。推進鋼鐵企業短流程煉鋼技術應用，支持一批鋼鐵生產企業與廢鋼回收加工企業合作，建設一體化大型廢鋼鐵加工配送中心。以精細拆解、清潔提取、高效富集為導向，以智能化和數字化管理為手段，在區域內培育一批再生銅、再生鋁高值化利用標桿企業。

    產業協同一直是各行各業數字化轉型的一個大方向。

    上海寰視網絡科技有限公司推出的MICS全域可視化云也一直致力于利用各種網絡環境幫助企業實現全地域、全領域、全類型的可視化信息接入，集成連接、調度、存儲、應用等可視化云的必備基礎處理能力與服務應用，構建集信息互聯、統籌管控、高效協同、數據呈現于一體的可視化信息中心。

    在幫助鋼鐵企業數字化轉型上也有豐富經驗，往期案例：

    “四個一律”冶煉鋼鐵強國之魂 上海寰視助力打造寶武集團遠程智能運維中心

    上海寶鋼集團可視化生產調度中心

    每個行業在進行數字化轉型的時候，都會進行一系列探索，鋼鐵行業的低碳數字化轉型仍在初期，未來，我們將繼續關注鋼鐵企業低碳化的最新動向。