钢铁企业要积极应对低碳经济的挑战

冶金工业规划研究院

钢铁企业要积极应对低碳经济的挑战

冶金工业规划研究院

2009年12月19日，哥本哈根气候变化大会达成了不具法律约束力的《哥本哈根协议》，该协议维护了《联合国气候变化框架公约》及其《京都议定书》确立的“共同但有区别的责任”原则和维护巴厘路线图，就发达国家实行强制减排和发展中国家采取自主减缓行动做出了安排，并就全球长期目标、资金和技术支持、透明度等焦点问题达成广泛共识。

中国作为负责任大国， 12月18日在哥本哈根气候变化会议领导人会议上，国务院总理温家宝指出，中国正处在工业化、城镇化快速发展的关键阶段，能源结构以煤为主，降低排放存在特殊困难。但是，我们始终把应对气候变化作为重要战略任务。并承诺到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%至45%。这个指标已作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并要制定相应的国内统计、监测和考核办法。因此，钢铁企业将会面临更大的减排压力和挑战。

一、我国发展低碳经济的必要性与紧迫性

我国目前已经成为全球第一大温室气体排放国，正处于大规模、高速度的工业化和城市化进程之中，再加上人口规模继续增长、对煤炭的依存度近70%，这一基本情况在短期内还无法得到改变。即今后20到30年内，我国的能源需求仍会不断增长，温室气体排放总量也会继续增加。在此背景下，我国发展低碳经济的紧迫性与必要性可体现在以下四个方面：

1.低碳经济是世界经济发展的趋势。世界经济在经历了工业化、信息化之后，正在走向低碳化。英国、日本、美国、加拿大、法国、意大利等发达国家都在发展低碳经济方面做出了积极的努力，巴西、墨西哥、韩国、印度等发展中国家也主动减排、限排，发展低碳经济已成为国际社会主流的战略选择。

2.发展低碳经济是应对气候变化的现实选择。

在全球气温变暖的大背景下，我国的气候也发生了明显变化。近百年来，我国气温上升了0.4～0.5℃，极端天气、气候事件与灾害的频率和强度明显增大、损失增加，水资源短缺和区域不平衡加剧、生态环境恶化，农业生产损失巨大、粮食安全压力增加，海平面持续上升、沿海地区经济社会发展受到威胁。面对未来气温升高及其可能导致的一系列严重后果，发展低碳经济已成为当务之急。

3.发展低碳经济是可持续发展的战略选择。我国正处于工业化、城市化、现代化快速发展阶段，大规模基础设施建设不可能停止，能源的大量需求和快速增长短期内还难以改变。在我国一次能源消费中，煤炭消费所占比重约为70%左右，比世界平均水平高40个百分点。而现在我国每百万美元GDP所消耗的能源数量是美国的3倍，德国的5倍，日本的近6倍。我国一吨煤产生的效率仅相当美国的28.6%，欧盟的16.8%，日本的10.3%。因此，我国未来的碳减排形势仍相当严峻。

4.发展低碳经济是我国经济发展的重要动力。

低碳经济是以减少温室气体排放为前提来谋求最大产出的经济发展理念或发展形式。发展低碳经济不仅不会放慢经济增长，反而会促进经济的新一轮高增长。发展新的节能技术、碳减排技术、碳捕获和储存技术，开发利用风能、太阳能等可再生能源，提高电力设施效率等，都可以创造就业机会，带动经济增长。当前，全球不少企业已经尝到了低碳经济带来的甜头。可以预见，发展低碳经济，是我国经济发展的重要动力。

二、我国钢铁工业二氧化碳排放分析

我国是一个钢铁生产大国，目前全国钢铁产能已超过7亿吨，粗钢产量已连续14年居世界第一。从全球看，工业生产所产生的CO2占全球排放量的20%以上，而钢铁生产所产生的CO2占工业总排放量的15%-20%，相当于世界人为温室气体排放的4%-5%。

化石燃料消耗是引起世界范围二氧化碳排放增加的主要因素，因此将化石燃料折算成能源消耗量用来计算二氧化碳排放量已形成人们的共识。根据《BP世界能源统计2009》， 2008年世界总用能量161.364亿吨标准煤，较2007年增加1.71%，其中：美国总用能量32.843亿吨标准煤，占世界20.4%：2008年金融危机，使美国能源消耗量较2007年降低了2.57%：2008年中国总用能量28.61亿吨标准煤，较2007年增加7.5%，占世界17.7%，仍是世界第二大能源消费国。目前，中国人均能源消费量2.16tce，仅为世界人均的84%，美国的19.7%。可以预见在今后10～15年中随着中国经济发展，中国人均能源消费量也会增加，但GDP能耗将会随着国家经济结构调整进一步降低。

钢铁工业是国民经济重要的基础原材料工业，是以满足中国重化工发展阶段的市场需求与供应为主，属于能源、水资源、矿石资源消耗大的资源密集型产业：其能源消费结构中煤的比重远高于70%全国平均值，预计在未来相当长一段时间内钢铁工业能源结构中煤的用量仍将保持较高的比重：中国钢铁行业作为世界最大的钢铁生产国，二氧化碳排放问题已受到各方面的关注且不容回避：降低二氧化碳排放强度将会成为我国钢铁企业今后节能减排的又一工作重点。

对应我国能源消耗量的二氧化碳排放量。碳排放系数是对应各国能源结构和由历史统计数据得出的平均值，该值只适用于国家总能源消费量的估算，而不能用于单一行业、企业或生产工序计算。如2007年中国总能源消费量26.61亿吨标准煤，按碳排放系数0.62系数计算，折二氧化碳排放60.5亿吨，已达到美国排放量。

根据国际能源署（IEA）出版的《世界能源展望2007》和相关机构的研究，1990～2007年世界各国二氧化碳排放量见表1。

结果表明，2007年中国已成为世界第一大CO2排放国，占世界总量24.35%，美国占21.38%。但从人均排放量看，至2008年中国仍远低于世界发达国家，略高于世界平均水平，见表2。

结果表明，至2008年中国人均二氧化碳排放量仅为美国27.4%，欧盟和日本的55%。

其次，还应看到由于各国的资源禀赋和能源消费结构不同，所产生的二氧化碳排放差异性很大，2007、2008年世界各国能源消费结构见表3。

表1 世界各国CO2排放量 亿吨

表2 2008年各主要国家人均CO2排放量

表3 2008年中国与世界发达国家能源结构比较 百万吨油当量

表4 按2008年能源结构平均值计算CO2排放量

比较结果表明，以中国资源禀赋条件，在化石燃料中煤的比重是美国的2.84倍，是经合组织（OECD）的3.3倍，欧盟4.03倍，日本的2.77倍。而石油、天然气的比重发达国家是中国2倍和6倍以上。

为能更清楚说明化石燃料结构不同对二氧化碳排放的影响，按国际能源署（IEA）给出的二氧化碳转换因子，来计算吨标准煤的二氧化碳排放量。转换因子为：煤：0.095tCO2/GJ（折2.7778tCO2/tce）：石油：0.0741 tCO2/GJ（折2.1667tCO2/tce）：天然气：0.056 tCO2/GJ（折1.6327tCO2/tce）：核电、水电转换因子均为“0”。（注：上述转换因子也是国际钢铁协会二氧化碳计算表所选用值）。

由表4可看出，由于中国化石燃料结构不同，油、气比例远低于国际平均水平，造成我国单位能耗排放二氧化碳转换因子比世界平均水平高了28.18%，二氧化碳排放量高于世界平均水平和发达国家是显而易见的。

国际能源署（IEA）在世界能源展望2007提到“中国和印度是新兴的经济发展国家，经济发展速度，需要消费更多能源，但这种发展将会提高数十亿人的生活水平。我们不可能从世界众多国家中特别要求中国和印度抑制其经济增长，以求解全球性能源问题”。因此，中国以自己特有资源禀赋条件发展经济，并为世界经济发展所做出的贡献是不能简单的用碳排放指标来衡量。其次，完成工业化后的发达国家累积二氧化碳排放量也应引起世人关注，仅从近10年（1995~2005）发达国家累积二氧化碳排放量就可看出。见表5。

表5发达国家与中国1995～2005年历史累积CO2排放量 亿吨

结果表明，近10年中国累积排放量仅为美国62.7%，欧盟88.7%，经合组织28.14%。如果将历史追朔到发达国家200年工业化过程累积上万亿吨二氧化碳排放量，则够中国排放几百年。根据相关资料表明，世界能源消耗强度在持续下降，能源效率不断提高，能源消费增速低于经济增速，1973～2006年全球单位GDP能耗下降了40%，其中美国下降49.7%，日本下降了39.7%，发展中国家印度下降了41.8%，中国下降了73%。即从第一次石油危机以来，中国经济发展的GDP能耗下降不但给发展中国家做出榜样，也为世界减缓能源需求量和减缓二氧化碳排放发挥了积极作用。

国际钢铁协会可持续发展报告二氧化碳指标。钢铁工业历来都是各国经济发展和工业化进程的重要基础原材料工业。根据国际钢铁协会《世界钢铁行业可持续发展报告》（2008年版），2007年世界钢产量13.435亿吨，高炉-转炉流程和电炉流程的产量分别为总产量的66.3%和32.1%，余下为平炉钢，即世界钢产量中的电炉钢比为0.321。2007年国际钢铁协会共有38家企业会员单位和2家行业协会（拥有77家企业），所公布的可持续发展指标：能耗强度：20.6吉焦/吨粗钢：温室气体排放：1.7吨二氧化碳/吨粗钢。其加权平均值来自38家企业会员单位和2家行业协会，这些企业中有70%是转炉流程，29%是电炉流程，1%是平炉流程。2006年这些企业生产的粗钢占世界的42%。平均吨钢能耗20.6GJ，折704kgce：按国际钢铁协会统计2006年世界粗钢产量12.17亿吨，其会员企业的钢产量占世界42%（2006年我国仅有宝钢1家为会员单位），即38家企业的钢产量为5.202亿吨。按转炉流占70%，即为5.202×0.7=3.6414亿吨：为简化起见，将1%平炉钢看作电炉流程占30%，即为5.202 ×0.3=1.5606亿吨：转炉流程吨钢能耗按24GJ，电炉流程吨钢能耗12.4GJ，计算所得加权平均能耗为（3.6414 ×24+1.5606×12.4）/5.202=20.50GJ，与表中20.6GJ数值基本吻合。

我们可以看出国际钢铁协会公布的转炉流程的吨钢能耗应在24GJ左右，折820kgce：电炉流程在12.4GJ左右，折400～420kgce。按美国能源部能源信息署吨标准煤的碳排放系数0.69计算，转炉流程二氧化碳排放量应为2.07吨CO2/吨粗钢，电炉流程应为1.037吨CO2/吨粗钢，计算所得二氧化碳排放加权平均值为1.76吨CO2/吨钢，与报告1.7tCO2/吨钢数值基本吻合，即转炉流程吨钢二氧化碳排放应在2.05～2.1吨左右，电炉流程在1.0～1.05吨左右。更为直观的分析，转炉流程吨钢二氧化碳排按2.0吨，电炉流程1.0吨，即70% ×2+30%×1=1.7吨CO2/吨钢。

我们也可从日本新日铁2008年《环境、社会报告书》中得到佐证。

2007年新日铁等10家企业钢产量3817万吨，总用能量818PJ，折吨钢能耗21.43GJ，其中光钢管部为电炉钢厂。2007年转炉钢产量3517万吨，即转炉钢比为0.921，电炉钢比为0.079：转炉流程吨钢能耗按22.7GJ，折775kgce/t，电炉流程吨钢能耗按11.4GJ，折389.42kgce/t计算：加权平均21.81GJ（新日铁2007年给出数据是21.68GJ），与分析的能耗数值相吻。

2007年新日铁在总用能818PJ 条件下，二氧化碳总排放量6950万吨，折吨钢二氧化碳排放1.82吨。直观的分析，转炉流程吨钢二氧化碳排1.9吨，电炉流程0.97吨，即0.921×1.9+0.079×0.97=1.83吨CO2/吨钢。即新日铁的吨钢二氧化碳排放量，在电、转炉流程的吨钢能耗远低于国际钢铁协会能耗情况下，吨钢二氧化碳排放1.82吨，高于国际钢铁协会公布的1.7吨CO2/吨钢平均值。这是由于新日铁的转炉钢比为0.921远高于国际钢铁协会0.7平均值，比国际钢铁协会公布的转炉钢比高出31.57%，吨钢二氧化碳排放量高是符合客观实际情况的。

欧盟27国的钢铁行业吨钢二氧化碳排放量为1.52吨。经对欧盟2005～2007年钢产量和电炉钢比查证，见表6。

表6 欧盟2005～2007年钢产量和电炉钢比 %

经分析，转炉流程的吨钢二氧化碳排放量为1.85吨比新日铁1.93吨低4.1%，这是因为欧盟转炉流程中的高炉燃料比，较日本更低。

根据美国钢铁协会（AISI）的统计数据，在过去的25年里，美国钢铁行业的吨钢能耗已由1970年的32GJ下降到～15GJ，降低了60%。见图1。

上世纪六、七十年代以来，美国电炉钢产量大幅增加，电炉钢比例已接近60%，电炉炼钢已成为美国最主要的炼钢方法。

电炉钢在美国迅速发展并超过转炉钢占据主导地位的原因，首先是美国拥有充足廉价的废钢、电力资源：其次电炉厂投资低、建设周期短、生产经营灵活，还有一个重要因素就是电炉短流程钢厂在节能环保方面远远强于消耗大量焦炭、碳排放高的转炉流程钢厂。

能耗核算为15GJ/t钢，按美国能源部能源信息署给出吨标煤的碳排放系数0.69计算，吨钢二氧化碳排放量1.3吨。吨钢能耗和二氧化碳排放强度远低于国际钢铁协会平均值。由此可见，钢铁生产流程的结构改变对钢铁行业二氧化碳减排有着巨大作用。

三、钢铁企业要积极应对低碳经济的挑战

目前，我国钢铁工业能源消耗占全国工业总能耗的25%：新水消耗占全国工业用水总量的3%，废水排放量占工业总排放量的14%，二氧化硫排放量占工业总排放量的8%，固体废物占工业废弃物总量的16%。由于CO2既不是废弃物也不是污染物，其排放指标目前还未列入国家考核企业的指标中。国家现已提出了到2020年的碳减排目标，肯定对钢铁生产的碳排放形成约束，以促使钢铁行业在工艺、规模、技术等方面发生革命性变化，并有可能导致行业新一轮洗牌。

中国工程院徐匡迪院长在中国金属学会2009年钢铁年会的报告《低碳经济与钢铁工业》中指出“中国钢铁工业急需及早制定二氧化碳减排路线图。现在，能源部门和电力部门能源路线图都出来了，发改委已经通过。而我们钢铁工业现在还无动于衷。所以等着挨碳税，谁消耗最高，碳税付的最高。可这是国家准备用这个税收来压缩生产过程结构的一种调节手段”。去年12月，在北京召开的中国环境与发展国际合作委员会（下称“国合会”）2009年会，明确提出了分三个阶段推进中国建立相关环境税制路线图和具体时间表：最早为“十二五”期间，在资源税改革完善的基础上，以环境税组成部分的形式择机征收：最晚为“十三五”期间。并认为如果到2020年还无法开征碳税，将无法达到应对气候变化的要求。国家课题组建议，采用高、中、低三种选择方案。开征后，再根据社会经济的实际情况逐步提高碳税税率水平，建立碳税税率的动态调整机制。就外界所关心的环境税制改革有可能影响经济发展的问题，国家课题组认为，“从长期看，开征环境税不会对经济发展产生负面作用，反而能更好地促进经济增长”。因此，钢铁企业要高度关注国家碳税政策制定的进展，尽早研究和安排企业碳减排实施方案。这将涉及到个钢铁企业碳减排的技术路线和如何优化能源结构，最大限度的降低化石能源消耗。以及在一定的能源消耗条件下，如何最大限度提高化石燃料利用效率，使企业达到低能耗、低污染、低排放的经济发展模式。因此，钢铁企业发展低碳经济总体思路和应对未来挑战，应至少体现在以下八个方面：

（1）编制低碳经济规划，引导企业发展；

（2）优化工艺结构，转变发展方式；

（3）改善用能结构，提高能源利用效率；

（4）强化科技创新，推进低碳技术应用；

（5）推行清洁生产，提升绿色竞争力；

（6）发展高端产品，推动企业向价值提升转型；

（7）拓展发展空间，成为终端用户综合服务商；

（8）提高经济效益，降低企业产值的碳排放强度。