中国钢铁行业电力需求与绿电消纳的情景分析

摘要

随着短流程炼钢比重提升和工艺电气化推进，行业用电需求快速增长，钢铁减排路径与电力系统低碳化方式之间的协同关系日益凸显.本文采用自下而上的方法，构建了涵盖长流程(BF-BOF)、废钢电炉(Scrap-EAF)和直接还原铁电炉(DRI-EAF)3种典型工艺的碳排放与电力需求核算模型，并在统一系统边界下量化不同工艺路径的吨钢排放强度与电耗特征.在此基础上，引入粗钢产量、工艺结构、技术减排率和绿电比例等关键变量，建立钢铁行业宏观碳排放预测模型，并设置2020—2060年的多因素综合情景，对行业减排路径及电力需求变化进行系统分析.结果表明：仅依靠需求约束、流程结构调整和能效提升，钢铁行业碳排放可显著下降，但难以实现深度脱碳；在引入电力系统低碳化后，行业排放路径在中长期可基本贴近减排目标，但末期仍存在刚性残差；在协同情景下，钢铁行业总用电量显著增长，外购电依赖持续增强，对电力系统装机规模、绿电供给和系统灵活性提出更高要求.该研究结果为钢铁行业低碳转型节奏安排及能源-工业协同规划提供了定量依据.

关键词

钢铁行业 / 碳排放核算 / 流程结构转型 / 电力系统协同

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2023YFB4204000); 东北大学第十九批创新训练计划项目(251188)