双碳背景下中国钢铁行业未来发展趋势探讨

摘要

钢铁行业是绿色低碳发展的重要领域,从战略层面上探讨钢铁行业的低碳转型路径具有重要意义.本文构建了钢铁行业粗钢产量、废钢资源产出量、碳排放量、铁素资源结构、生产流程结构、能源消费结构等预测模型,分设三类情景对钢铁行业低碳转型路径从战略层面上进行了深入探讨.研究结果表明,随着产业结构的调整优化,未来我国钢铁行业将呈现减量化发展态势,粗钢产出总量将逐年降低,2060年有望降低至6～7亿吨;随着社会钢铁蓄积量的不断增加,废钢资源产出量将快速增长,预计于2045年前后达到峰值,约5～6亿吨;随着各类降碳措施的合理应用,行业CO₂排放量将逐年下降,预计2060年行业剩余CO₂排放量约0.9～1.98亿吨,此时借助碳捕集封存与利用技术（CCUS）、碳汇等技术手段可实现“碳中和”目标.三种情景下,钢铁行业的降碳趋势大致相同,仅减碳量略有差异,其中低产量情景更符合“双碳”目标.在低产量情景下,中国钢铁行业的低碳发展历程大致可分为:初步脱碳、强化脱碳、深度脱碳、近零碳排4个阶段;在各降碳措施中,控制粗钢产量是最行之有效的降碳措施,降碳潜力最大,约占总减碳量的40%,其次是废钢资源利用,降碳潜力约27%,流程结构优化和低碳技术应用的降碳潜力占比分别为16%和15%,也具备一定的降碳潜力,不容忽视.未来在我国钢铁行业“双碳”进程中,行业铁素资源结构、生产流程结构和能源消费结构将得以调整优化,预计2060年我国铁矿资源消耗将在2023年基础上降低65%～77%,废钢资源消耗将增长近1倍;高炉—转炉长流程占比将调整至15%～30%,全废钢电炉短流程占比提升至40%～50%,氢还原—电炉流程占比提升至28%～34%;煤炭资源消耗降低76%～89%,电力资源消耗维持在3100～4800亿千瓦时,氢气资源消耗约1000万吨.

关键词

低碳发展 / 粗钢产量 / 废钢资源 / 流程结构 / 能源结构

基金资助

中国工程院品牌咨询项目（2022-PP-01-04）