李晉，謝璨陽(yáng)，蔡聞佳，王燦,3＊

（1.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084；2.清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系，北京 100084；3.清華-力拓資源能源與可持續(xù)發(fā)展研究中心，北京 100084）

引言

2020 年9 月22 日，國(guó)家主席習(xí)近平在第75 屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上發(fā)表重要講話，承諾中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，并莊重承諾二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和[1]。鋼鐵行業(yè)是中國(guó)典型的高碳排放部門，二氧化碳排放量?jī)H次于電力行業(yè)[2]。中國(guó)2020 年的粗鋼產(chǎn)量已超過(guò)10 億t[3]，約占到全球的一半產(chǎn)量。一些大型的鋼鐵企業(yè)，例如寶武、河鋼等，已經(jīng)提出了2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和的企業(yè)承諾?？梢?jiàn)，鋼鐵行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有至關(guān)重要的作用，有必要提前研判鋼鐵行業(yè)未來(lái)低碳發(fā)展路徑和技術(shù)路線圖。目前已有許多研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展路徑展開(kāi)了預(yù)測(cè)和分析，但不同研究之間的共識(shí)和不確定性還未得到充分論述。

1 中國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放歷史趨勢(shì)

在過(guò)去20 年中，中國(guó)鋼鐵行業(yè)體量及其碳排放量得到了顯著的增長(zhǎng)。圖1 展示了2000 年以來(lái)中國(guó)粗鋼產(chǎn)量及鋼鐵行業(yè)碳排放的歷史趨勢(shì)。中國(guó)粗鋼年產(chǎn)量從2000 年的1.29 億t 增長(zhǎng)到2020 年的10.64 億t，增長(zhǎng)了約7.3 倍；中國(guó)鋼鐵行業(yè)每年CO2的排放從2000 年的4.92 億t 增長(zhǎng)到2019 年的22.27 億t，增長(zhǎng)了約3.5 倍。從圖中可見(jiàn)，碳排量與粗鋼產(chǎn)量直接掛鉤，二者趨勢(shì)基本一致。中國(guó)鋼鐵行業(yè)經(jīng)歷了2000—2013 年的迅速增長(zhǎng)期、2014—2017 年的低谷期，以及2018—2020 年的回彈期，粗鋼產(chǎn)量和碳排放量目前仍未處于絕對(duì)達(dá)峰的階段。從碳排放結(jié)構(gòu)來(lái)看，中國(guó)鋼鐵行業(yè)以直接排放為主，間接碳排放（所需電和熱力產(chǎn)生的排放）僅占全部碳排放的17%～21%。鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)大部分來(lái)自化石燃料（以焦炭為主），可通過(guò)電氣化供能的環(huán)節(jié)有限，屬于較難減排的重工業(yè)部門。

圖1 2000—2020年中國(guó)鋼鐵行業(yè)（黑色金屬冶煉及壓延加工行業(yè)）碳排放和粗鋼產(chǎn)量歷史趨勢(shì)變化

2 中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳行動(dòng)及研究現(xiàn)狀

如表1 所示，鋼鐵行業(yè)的低碳行動(dòng)按照脫碳原理可分為五類，包括減少產(chǎn)量、節(jié)能技術(shù)、廢鋼循環(huán)利用、新能源替代和末端脫碳技術(shù)。減少產(chǎn)量措施包括延長(zhǎng)鋼材產(chǎn)品使用壽命、提升材料效率和嚴(yán)控產(chǎn)能等，以控制產(chǎn)量過(guò)度增長(zhǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)量的下降。節(jié)能技術(shù)主要包括能效提升、余熱回收和智能化管理等，最終通過(guò)減少鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的化石能源消耗來(lái)減少碳排放。廢鋼循環(huán)利用主要通過(guò)電爐短流程煉鋼的方式替代“高爐—轉(zhuǎn)爐”長(zhǎng)流程煉鋼方式，避免煉鐵環(huán)節(jié)中大量的能耗和碳排放。新能源替代主要通過(guò)用低碳或零碳屬性的能源，例如氫能（主要是綠氫和藍(lán)氫）或生物質(zhì)能，替代鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的焦炭等化石能源。末端脫碳技術(shù)主要是指碳捕獲和封存（CCS）技術(shù)，將鋼鐵生產(chǎn)環(huán)節(jié)中釋放出的CO2進(jìn)行封存或利用。不過(guò)，上述每類低碳行動(dòng)都有約束條件，因此中國(guó)鋼鐵行業(yè)需要考慮多種低碳技術(shù)組合，以保障其在“雙碳”目標(biāo)下的順利轉(zhuǎn)型。

表1 鋼鐵行業(yè)低碳行動(dòng)匯總

一些研究考慮了上述轉(zhuǎn)型行動(dòng)，探討了中國(guó)鋼鐵行業(yè)未來(lái)低碳發(fā)展路徑。表2 匯總了近年來(lái)關(guān)于中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展路徑的相關(guān)研究及其考慮的低碳行動(dòng)類別。絕大多數(shù)研究均考慮了產(chǎn)量減少、電爐工藝和節(jié)能技術(shù)三類低碳行動(dòng)，僅有少量研究考慮了CCS、氫能煉鋼和生物質(zhì)煉鋼等零碳鋼鐵工藝技術(shù)。前者已經(jīng)廣泛體現(xiàn)在鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型的實(shí)際應(yīng)用中，涉及鋼鐵產(chǎn)量、廢鋼資源量約束和電爐比例、能耗強(qiáng)度等關(guān)鍵參數(shù)；后者在全國(guó)甚至全球范圍內(nèi)都還處于項(xiàng)目試點(diǎn)階段，屬于未來(lái)支撐鋼鐵行業(yè)邁向零碳的關(guān)鍵技術(shù)，仍存在較大的不確定性。

表2 中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展路徑研究考慮因素匯總

3 中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳路徑關(guān)鍵要素分析

3.1 粗鋼產(chǎn)量

關(guān)于未來(lái)鋼鐵產(chǎn)量或需求量的預(yù)測(cè)方法大致可以分為自上而下的統(tǒng)計(jì)回歸外推法（預(yù)估人均鋼鐵消費(fèi)量或者行業(yè)的消費(fèi)系數(shù)）和自下而上的動(dòng)態(tài)物質(zhì)流分析方法（分重點(diǎn)行業(yè)預(yù)測(cè)人均鋼鐵存量，并推算鋼鐵消費(fèi)量）。

圖2 匯總了多個(gè)研究對(duì)中國(guó)未來(lái)粗鋼產(chǎn)量或需求量的預(yù)測(cè)結(jié)果。從圖中可以看出，大多數(shù)研究認(rèn)為粗鋼需求量的達(dá)峰時(shí)間在2025 年左右。此外，大多數(shù)預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，我國(guó)鋼鐵的需求量在達(dá)到峰值后將處于近似線性下降的趨勢(shì)，并在2050 年保持3.5 億～8億t 的鋼鐵需求量，是峰值的50%～80%。但是，預(yù)測(cè)結(jié)果與現(xiàn)實(shí)之間可能會(huì)存在一些差距。開(kāi)展時(shí)間較早的研究對(duì)鋼鐵需求的預(yù)測(cè)均偏低，認(rèn)為2020 年的粗鋼需求會(huì)在6 億～8 億t，但2020 年統(tǒng)計(jì)公報(bào)的數(shù)據(jù)顯示實(shí)際粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)突破了10 億t。

圖2 不同研究對(duì)中國(guó)未來(lái)粗鋼產(chǎn)量的預(yù)測(cè)結(jié)果匯總[5-7,9-13,15-19]

總體上講，不同研究之間普遍認(rèn)可的判斷是，中國(guó)粗鋼產(chǎn)量未來(lái)的增量有限，達(dá)峰后將呈現(xiàn)穩(wěn)步下降的趨勢(shì)。從全球來(lái)看，根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）的預(yù)測(cè)[13]，全球粗鋼產(chǎn)量在未來(lái)將呈現(xiàn)繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，其中印度鋼鐵產(chǎn)量的增長(zhǎng)尤其顯著，增量可以抵消中國(guó)未來(lái)鋼鐵產(chǎn)量減少的份額。

3.2 電爐工藝

短流程的電爐工藝可直接利用廢鋼煉鋼，省去了高爐煉鐵等高耗能環(huán)節(jié)，碳排放顯著降低。然而每年可以獲得的廢鋼資源是有限的，這也成了限制鋼鐵行業(yè)電爐工藝比例增長(zhǎng)最重要的因素。廢鋼可分為返回廢鋼（煉鋼過(guò)程中產(chǎn)生的廢鋼）、邊角料廢鋼（下游制造的邊角料等）、消費(fèi)后廢鋼（鋼材產(chǎn)品達(dá)到壽命被回收）。前兩者和鋼鐵工業(yè)本身生產(chǎn)有關(guān)，而消費(fèi)后廢鋼體量最大，取決于鋼材產(chǎn)品的壽命和鋼鐵的回收率。圖3 展示了不同研究對(duì)中國(guó)廢鋼資源量的預(yù)測(cè)結(jié)果，從圖中可見(jiàn)，所有的研究均認(rèn)為未來(lái)我國(guó)廢鋼資源量整體上處于增長(zhǎng)趨勢(shì)。2050 年我國(guó)廢鋼資源量將達(dá)到2 億～5 億t；2030 年之后廢鋼資源預(yù)測(cè)的不確定性變大，一部分研究認(rèn)為廢鋼將增長(zhǎng)到2030 年左右然后持平，另一部分研究認(rèn)為廢鋼將持續(xù)增長(zhǎng)到2050 年；當(dāng)同時(shí)考慮粗鋼產(chǎn)量時(shí)，廢鋼比（廢鋼資源量除以鋼鐵產(chǎn)量）將持續(xù)上升，2050 年將達(dá)到50%～70%。

圖3 不同研究對(duì)中國(guó)廢鋼資源量的預(yù)測(cè)結(jié)果匯總[5,7,9,11,12,19]

由于電爐工藝的比例主要受到廢鋼資源量的制約，因此未來(lái)電爐工藝比例的變化趨勢(shì)與廢鋼資源量變化較為一致，圖4 匯總了不同研究對(duì)中國(guó)電爐工藝比例的預(yù)測(cè)結(jié)果或參數(shù)設(shè)定。從圖中可見(jiàn)，幾乎所有的研究均認(rèn)為我國(guó)未來(lái)鋼鐵行業(yè)中電爐工藝的比例會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。不同的研究在2035 年之前的預(yù)測(cè)較為接近，2035 年之后的不確定性變大。一些研究認(rèn)為電爐比例將呈現(xiàn)近似線性上升趨勢(shì)，但是還有一些研究認(rèn)為在2035 年后會(huì)經(jīng)歷迅速增長(zhǎng)的過(guò)程。

圖4 不同研究對(duì)中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)電爐工藝比例的預(yù)測(cè)結(jié)果或參數(shù)設(shè)定匯總[5-8,11,14,15,18,19]

總體上講，不同研究得出的相同結(jié)論是，中國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)中電爐比例將會(huì)持續(xù)上漲，區(qū)別在于數(shù)量上的差異。從全球來(lái)看，根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）的預(yù)測(cè)[13]，全球鋼鐵工業(yè)中電爐比例的整體變化趨勢(shì)與中國(guó)類似，但是印度、非洲等地方的電爐比例將呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。

3.3 能耗強(qiáng)度及能源消費(fèi)量

采取節(jié)能技術(shù)、循環(huán)利用能源來(lái)降低能源需求量是實(shí)現(xiàn)鋼鐵部門低碳轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟(jì)可行、應(yīng)用廣泛的措施。鋼鐵行業(yè)涉及焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、壓延等環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的先進(jìn)節(jié)能技術(shù)。

圖5 匯總了多個(gè)研究對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)未來(lái)能耗強(qiáng)度的預(yù)測(cè)結(jié)果。從預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)看，所有研究都認(rèn)為我國(guó)鋼鐵行業(yè)未來(lái)的能耗強(qiáng)度會(huì)呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，這是由于社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，鋼鐵行業(yè)整體的能源利用效率水平會(huì)不斷提高。其中，大多數(shù)研究認(rèn)為能耗強(qiáng)度將以近似線性的趨勢(shì)下降。2050 年中國(guó)鋼鐵行業(yè)的能耗強(qiáng)度大約在8～12 GJ/t，相比于2020 年的能耗強(qiáng)度降低30%～50%，平均每年能耗強(qiáng)度降低約1%～1.5%。

圖5 不同研究對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)能耗強(qiáng)度的預(yù)測(cè)結(jié)果匯總[5-12]

圖6 總結(jié)了不同研究對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)未來(lái)能源消耗總量（折算成標(biāo)煤）的預(yù)測(cè)結(jié)果。多數(shù)研究認(rèn)為我國(guó)鋼鐵行業(yè)的能源消耗總量目前已經(jīng)達(dá)峰（或在2025年之前達(dá)峰），達(dá)峰時(shí)間會(huì)早于粗鋼產(chǎn)量達(dá)峰的時(shí)間。能源消耗總量下降的速度會(huì)隨著時(shí)間逐漸變慢，在2050 年仍會(huì)有1.7 億～2.6 億噸標(biāo)煤的能源消耗，相比于2020 年下降50%～60%。全球鋼鐵行業(yè)能源消耗在2050 年下降的幅度低于中國(guó)，為20%左右[13]。

圖6 不同研究對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)終端能源消費(fèi)量的預(yù)測(cè)結(jié)果匯總

3.4 零碳鋼鐵工藝技術(shù)

僅有為數(shù)不多的針對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳路徑的研究考慮了CCS、氫能煉鋼和生物質(zhì)煉鋼的可能性。

對(duì)于CCS 技術(shù)而言，一些研究[15]將其成熟度視為重要的情景變量（分為有CCS 技術(shù)情景和無(wú)CCS技術(shù)情景）。在有CCS 的情景設(shè)定中，中國(guó)鋼鐵行業(yè)將在2030 年左右開(kāi)始應(yīng)用CCS 技術(shù)，并在2050 年將該技術(shù)的滲透比例提高到15%～35%[13,16]。

對(duì)于各類鋼鐵生產(chǎn)工藝，包括高爐冶煉、直接還原鐵（DRI）和熔融還原冶煉，均可采用氫能替代來(lái)減少焦炭和天然氣等化石燃料的應(yīng)用。當(dāng)氫氣由可再生能源發(fā)電制得時(shí)（綠氫），全生命周期下的碳排放量可進(jìn)一步降低。從技術(shù)層面考慮，一般認(rèn)為DRI 結(jié)合氫能（DRI-H2）是中國(guó)鋼鐵行業(yè)未來(lái)最有可能的零碳煉鋼的技術(shù)方向。相關(guān)研究[15]也把DRI-H2的成熟度視為重要的情景變量。在有DRI-H2的情景設(shè)定中，其起步發(fā)展階段將在2030 年之后，并在2050 年達(dá)到25%的滲透率[13,16]。

關(guān)于生物質(zhì)煉鋼是目前中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳路徑研究中考慮最少的技術(shù)選擇。IEA 的研究認(rèn)為2050 年中國(guó)鋼鐵行業(yè)中生物能源技術(shù)的滲透率將達(dá)到8%左右。生物能源技術(shù)較少被鋼鐵行業(yè)低碳路徑研究考慮的原因主要有兩方面。一是相較于CCS 和氫能煉鋼試點(diǎn)項(xiàng)目，采用生物炭替代焦炭煉鋼的技術(shù)研發(fā)更處于初期；二是農(nóng)、林剩余物等生物質(zhì)資源供給有限，在碳中和目標(biāo)下航空、船運(yùn)等長(zhǎng)距離運(yùn)輸可能更加依賴于生物能源技術(shù)。

3.5 二氧化碳排放

綜合考慮粗鋼產(chǎn)量、廢鋼資源量、電爐比例、能耗強(qiáng)度等因素后，即可得到中國(guó)鋼鐵行業(yè)未來(lái)碳排放路徑。圖7 匯總了不同研究對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放趨勢(shì)的預(yù)測(cè)結(jié)果。一部分開(kāi)展較早的研究認(rèn)為2015 年中國(guó)鋼鐵行業(yè)的碳排放已達(dá)峰，但結(jié)合圖1 的歷史趨勢(shì)，2015 年后中國(guó)鋼鐵行業(yè)碳排放短暫下降，但隨后又迅速反彈，目前仍處于未達(dá)峰的狀態(tài)。剩下的研究均認(rèn)為中國(guó)鋼鐵行業(yè)將在2025 年之前達(dá)峰。對(duì)比我國(guó)提出的2030 年之前碳達(dá)峰的全行業(yè)目標(biāo)，鋼鐵行業(yè)可在我國(guó)碳達(dá)峰行動(dòng)中扮演“先行者”的角色。

圖7 不同研究對(duì)中國(guó)鋼鐵行業(yè)二氧化碳排放的預(yù)測(cè)結(jié)果匯總

大多數(shù)研究表明，2030 年中國(guó)鋼鐵行業(yè)的二氧化碳排放在9 億～15 億t，相對(duì)于峰值降低20%～40%；2050 年的中國(guó)鋼鐵行業(yè)的二氧化碳排放在3 億～7 億t，相較于峰值降低60%～80%。從全球鋼鐵行業(yè)的視角來(lái)看，碳排放變化類似，2050 年仍會(huì)存在較大的正碳排放，根據(jù)IEA 的測(cè)算為12 億～22 億t[13]。鋼鐵等重工業(yè)部門被定義為“難減排部門”，相較于電力等其他行業(yè)會(huì)較晚實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。因此在全社會(huì)實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)下，鋼鐵行業(yè)仍會(huì)存在一定的正碳排放，需要靠其他部門的負(fù)碳排放技術(shù)進(jìn)行抵消。

3.6 不同研究結(jié)果對(duì)比分析

以上整理了來(lái)自不同研究團(tuán)隊(duì)對(duì)鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展關(guān)鍵要素的定量分析結(jié)果，可以看出一些明顯的一致認(rèn)識(shí)：粗鋼產(chǎn)量、能源消耗、能耗強(qiáng)度、碳排放量基本呈現(xiàn)穩(wěn)步下降的趨勢(shì)；電爐比例、廢鋼資源量將呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。但是在具體的數(shù)值方面，不同研究之間仍存在較大的不確定性。這些不確定性的來(lái)源可能主要在如下幾個(gè)方面：

（1）核算邊界不統(tǒng)一。一部分研究?jī)H考慮了鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)的直接排放，還有一部分研究考慮了所需電和熱產(chǎn)生的間接排放。一部分研究通過(guò)自上而下的方法將鋼鐵行業(yè)等同于黑色金屬冶煉與壓延工業(yè)，另一部分研究通過(guò)自下而上的調(diào)研刻畫了鋼鐵行業(yè)中焦化、燒結(jié)、球團(tuán)、煉鐵、煉鋼和各類軋制等工序。核算邊界的不統(tǒng)一必然會(huì)使得具體數(shù)值存在一定的不確定性。

（2）模型選擇的差異。一些研究主要依靠相關(guān)研判為鋼鐵行業(yè)劃定低碳發(fā)展路徑；還有一些研究主要根據(jù)未來(lái)碳稅和碳交易舉措等產(chǎn)生的碳價(jià)，按照成本最優(yōu)的原則識(shí)別低碳技術(shù)滲透率；還有一些最新的研究將全社會(huì)的低碳目標(biāo)作為約束，結(jié)合宏觀經(jīng)濟(jì)模型模擬鋼鐵行業(yè)低碳路徑發(fā)展。模型邏輯和結(jié)構(gòu)的差異也會(huì)造成模擬結(jié)果在不同模型之間的不確定性。

（3）考慮因素的不確定。由于不同研究開(kāi)展時(shí)間前后不一，一些研究所采用的基線年份較早，無(wú)法反映行業(yè)、技術(shù)、市場(chǎng)、政策的最新進(jìn)展。例如，很多開(kāi)展較早的研究均沒(méi)有考慮CCS、氫能煉鋼和生物炭技術(shù)等零碳鋼鐵技術(shù)的可能性?？紤]因素差異也是造成不同研究之間不確定性的重要原因。

4 中國(guó)鋼鐵行業(yè)碳中和發(fā)展路徑研究的未來(lái)建議

4.1 深入研判支撐碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵零碳鋼鐵技術(shù)

CCS 技術(shù)、氫能煉鋼技術(shù)和生物質(zhì)煉鋼技術(shù)均屬于未來(lái)中國(guó)鋼鐵行業(yè)深度減排的支撐技術(shù)。這些技術(shù)目前仍處于試點(diǎn)研發(fā)階段，因此大部分2020 年前的研究均未設(shè)定這幾類技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中應(yīng)用的具體潛力。隨著我國(guó)提出2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，上述關(guān)鍵技術(shù)的需求急劇上升，未來(lái)得到大幅度發(fā)展的可能性相較之前的低碳路徑已顯著提高。有必要加強(qiáng)這幾類關(guān)鍵性技術(shù)的跟蹤分析，考慮決定其未來(lái)應(yīng)用的關(guān)鍵因子以及技術(shù)之間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的不確定性，研究不同情景下關(guān)鍵零碳鋼鐵技術(shù)的多種可能的組合。

4.2 根據(jù)行業(yè)及其關(guān)鍵技術(shù)最新進(jìn)展，動(dòng)態(tài)調(diào)整路徑規(guī)劃

模型預(yù)測(cè)結(jié)果和現(xiàn)實(shí)情況必然會(huì)存在一定的差距。一些研究中模型輸入的參數(shù)年份較早，無(wú)法反映行業(yè)發(fā)展、低碳技術(shù)成本、政策支撐和約束體系的最新進(jìn)展，使得模型預(yù)測(cè)的結(jié)果存在明顯的系統(tǒng)偏差。在模型的搭建中，不但要考慮到各類輸入?yún)?shù)未來(lái)可能的變化，還需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況中最新進(jìn)展動(dòng)態(tài)更新和校正參數(shù)值，從而對(duì)我國(guó)鋼鐵行業(yè)中長(zhǎng)期低碳發(fā)展路徑作出更為準(zhǔn)確合理的判斷。

4.3 情景設(shè)置邏輯需要轉(zhuǎn)變，支撐鋼鐵行業(yè)深度轉(zhuǎn)型

目前對(duì)于中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展路徑的研究，大部分的情景設(shè)置以“基準(zhǔn)情景”“低碳情景”“強(qiáng)化低碳情景”的邏輯開(kāi)展，目的在于識(shí)別鋼鐵行業(yè)的減排潛力和可能性。隨著中國(guó)2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的提出，未來(lái)的研究視角可以從“是否要選擇低碳路徑”向“如何實(shí)現(xiàn)碳中和”的方向轉(zhuǎn)變，探討不同路徑多維影響的異同，識(shí)別碳中和目標(biāo)下中國(guó)鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展的代表性技術(shù)路徑。

4.4 多尺度探索低碳發(fā)展路徑，識(shí)別轉(zhuǎn)型的空間差異性

中國(guó)鋼鐵行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型應(yīng)當(dāng)充分考慮區(qū)域異質(zhì)性。大部分研究往往把中國(guó)鋼鐵行業(yè)視為一個(gè)整體看待，但不同地區(qū)的鋼鐵產(chǎn)業(yè)及關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)和資源會(huì)呈現(xiàn)不同的特征。不同省份可結(jié)合自身的特點(diǎn)，選擇一條因地制宜的鋼鐵產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路線圖。例如，在廢鋼資源豐富地區(qū)大力發(fā)展電爐短流程煉鋼工藝，在綠氫產(chǎn)業(yè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的西部地區(qū)可考慮部署氫能煉鋼策略，在生物質(zhì)資源豐富的地區(qū)可部署研發(fā)生物炭煉鋼技術(shù)，在CCS 儲(chǔ)存點(diǎn)附近的地區(qū)可積極開(kāi)展一批鋼鐵CCS 試點(diǎn)項(xiàng)目等。

致謝

感謝清華–力拓資源能源與可持續(xù)發(fā)展研究中心學(xué)術(shù)沙龍活動(dòng)給本論文研究帶來(lái)的啟發(fā)，感謝全球能源互聯(lián)網(wǎng)集團(tuán)有限公司陳星博士、馬志遠(yuǎn)博士在論文研究過(guò)程中提供的幫助。