編者按：本文將以鋼鐵行業(yè)為樣本繼續(xù)展開碳中和轉(zhuǎn)型研究。未來我們還將陸續(xù)發(fā)布一系列文章,，內(nèi)容涵蓋煤化工,、水泥,、油氣,、電力等高碳排放行業(yè),，涉及碳減排路徑剖析,、新興技術(shù)研討,、投資成本預測、國際實踐分享等眾多主題,，也會探究傳統(tǒng)碳減排工藝革新,、碳捕集利用與封存（CCUS）、氫能等新型碳減排技術(shù)的最新趨勢等,。

中國鋼鐵行業(yè)碳中和轉(zhuǎn)型的必要性

鋼鐵行業(yè)是我國工業(yè)的支柱性行業(yè),，約占我國GDP的5%,。鋼鐵行業(yè)涉及面廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高,、消費拉動大,，在經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展,、就業(yè)穩(wěn)定等方面發(fā)揮著重要作用,。我國鋼鐵行業(yè)在全球也舉足輕重,，鋼鐵產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的半壁江山,。然而，目前我國鋼鐵行業(yè)仍以碳排放強度高的長流程為主,，粗鋼產(chǎn)能約占90%,。在碳中和承諾以及去產(chǎn)能的雙重壓力下，我國鋼鐵行業(yè)面臨嚴峻挑戰(zhàn),。

目前,，中國鋼鐵行業(yè)碳排放量約占中國碳排放總量的15%，是碳排放量最高的制造行業(yè),。全球每年生產(chǎn)和使用高達18億噸鋼鐵,，其中將近50%的鋼產(chǎn)于中國內(nèi)地，中國鋼鐵行業(yè)碳排放量也約占全球鋼鐵行業(yè)碳排放總量的50%,。根據(jù)麥肯錫測算,，如果要實現(xiàn)本世紀末全球平均氣溫上升不超過1.5℃的情景，到2050年中國鋼鐵行業(yè)須減排近100％,，這是極具挑戰(zhàn)的目標,，需要從鋼鐵消費、生產(chǎn),、技術(shù),、供應等多個關(guān)聯(lián)領(lǐng)域共同推進零碳轉(zhuǎn)型。

中國鋼鐵行業(yè)碳中和轉(zhuǎn)型路徑

綜合考量成本,、技術(shù)成熟度和資源可用性,，我們認為需求減少、能效提升,，以及廢鋼再利用,、碳捕集利用與封存（CCUS）、氫氣直接還原煉鋼（H2-DRI-EAF）等技術(shù)的加速推動是中國鋼鐵行業(yè)碳中和的重要抓手,。據(jù)此,，我們繪制了中國鋼鐵行業(yè)從2020年到2030和2050年的減排路徑圖（見圖1）。

常規(guī)情形下的需求縮減（A）預計到2050年將貢獻約35％的二氧化碳減排,。對鋼鐵表觀需求的影響因素來自于三方面：新增需求,、替換需求及庫存變化,。隨著城市化和建筑業(yè)增速的放緩（見圖2），鋼鐵新增需求將較往年減少,。此外,，建筑行業(yè)材料效能提升（如使用高強鋼）、新型替代材料的突破也將進一步削減鋼鐵的替換需求,。隨著國內(nèi)供給側(cè)改革去庫存的進一步深化,，鋼鐵企業(yè)高位庫存減少也將帶來表觀需求的下降。展望未來,，如果鋼鐵行業(yè)被納入我國的碳價格體系（具體包括對鋼鐵企業(yè)碳排放進行收費,、收稅、排放交易等）,，將可能推動鋼鐵需求進一步下降,。同時，隨著歐盟排放交易體系（EU ETS）等國際碳價格體系的加速推進,，我國鋼鐵出口將面臨更大的挑戰(zhàn),，但也會給“低碳鋼鐵產(chǎn)品”帶來新的市場機遇。加之國內(nèi)大力控制鋼鐵產(chǎn)能產(chǎn)量的良性發(fā)展,，我國鋼鐵產(chǎn)能將保持內(nèi)需為主,、出口為輔的局面。值得注意的是,，當前的減排路徑分析較大程度上取決于需求變化,，這意味著碳中和轉(zhuǎn)型的步伐將根據(jù)需求急劇加速（或放緩）。若企業(yè)追求持續(xù)的綠色增長,，應當為碳中和轉(zhuǎn)型工作做最充分的準備,。

能效提升（B）是技術(shù)成熟的無悔之舉，到2050年有約1.8億噸二氧化碳的減排潛力,；預計到2050年將貢獻全行業(yè)15％的二氧化碳減排,。能效變革有三大主要驅(qū)動因素：

1產(chǎn)能升級和替換

我們預計到2030年有約2000萬噸碳減排潛力來自小型高爐-轉(zhuǎn)爐（年均產(chǎn)能<1000萬噸）向大型高爐-轉(zhuǎn)爐（年均產(chǎn)能>2000萬噸）的自然升級，共覆蓋約2.5億噸產(chǎn)能,；

2卓越運營

鋼鐵企業(yè)始終不懈追求卓越運營,，通過不斷完善標準、提高標準化操作水平,，同時將關(guān)鍵指標向下分解,、將運營能力與績效掛鉤、改善運營流程,，鋼鐵行業(yè)在過去十年實現(xiàn)了7.5％的能效提升,。對標業(yè)內(nèi)最佳能效水平，預計未來30年能效提升可達10％-15％,；

3原輔料優(yōu)化

企業(yè)因碳減排而在鐵礦石,、焦炭,、熔劑等品類上優(yōu)先利用高品質(zhì)原料，實現(xiàn)長流程鋼鐵生產(chǎn)碳排放強度的降低,。

電爐+廢鋼（C）是更優(yōu)先,、成熟且靈活的手段，鋼鐵制造過程中66%的碳排放來自于長流程（BF-BOF）中的高爐煉鐵過程,，而利用廢鋼則可以采用碳排放更低的電爐短流程（EAF）進行生產(chǎn),，并且通過綠電實現(xiàn)碳減排也更具有經(jīng)濟性。隨著國內(nèi)廢鋼供應量的上升,，預計中國未來的電爐鋼比例將由當前的約10%增加到2025年的15%,，并且長流程廢鋼利用能力也可能進一步提升。我們預測,，到2050年通過電爐+廢鋼替代長流程煉鋼,，可貢獻鋼鐵行業(yè)二氧化碳累計減排量的20％,。廢鋼有三大主要來源（如圖3）：

一是國內(nèi)回收：鑒于廢棄鋼材的增加,，特別是來自機械和汽車兩大行業(yè)，預計80％的新增廢鋼供給將源于國內(nèi)廢鋼回收,；

二是回收效率提升：政府持續(xù)引導廢鋼行業(yè)整合并出臺利好的財務(wù)和稅收政策,，將促使鋼鐵企業(yè)主動使用廢鋼；

三是放開進口廢鋼：2020年12月《再生鋼鐵原料》國家標準的批準和近期優(yōu)質(zhì)廢鋼進口的放開,，預計將提高廢鋼整體供應并降低廢鋼成本,。

減排缺口（D）仍需由碳捕集利用與封存、氫氣直接還原煉鋼等成本更為高昂,、尚在發(fā)展之中的手段來填補,。氫氣直接還原煉鋼的成本主要來自于氫氣生產(chǎn)，其核心是電價,；碳捕集利用與封存則需要相匹配的地質(zhì)條件,，如靠近衰退期油田、鹽水層等,。因此我們認為具體技術(shù)部署應基于區(qū)域性評估,，因地制宜選擇方案。

我們建議中國鋼鐵企業(yè)考慮以下四種路徑彌補減排缺口：

1碳捕集利用與封存規(guī)?；?/p>

代表地區(qū)為環(huán)渤海地區(qū)（東北,、津冀、山東）,。其有集中化的鋼廠,，供應全國超過40%的鋼鐵產(chǎn)量，同時還有火電,、油氣,、水泥等其他高碳排放強度的工業(yè),，有望實現(xiàn)碳捕集利用與封存規(guī)模化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),，攤薄資本支出成本（如管道等）,。且其靠近衰退期油田，運輸效率高,，還可通過油獲實現(xiàn)額外收益,。

2氫氣直接還原煉鋼試點

代表地區(qū)為西南地區(qū)（四川、云南,、重慶,、貴州）。其擁有豐富的綠色電力和水資源,，可能實現(xiàn)低成本的綠氫生產(chǎn),，經(jīng)濟性高。瑞典,、德國,、奧地利等國已有氫能煉鋼項目投產(chǎn)，國內(nèi)寶武,、河鋼,、酒鋼等鋼鐵企業(yè)也開始了氫能煉鋼探索試點。

3電爐+廢鋼的循環(huán)經(jīng)濟

代表地區(qū)為沿海地區(qū)（浙江,、福建,、廣東）。其特點是鋼鐵需求高,，廢鋼供應充足,，但區(qū)域長流程鋼鐵產(chǎn)能低，目前供應主要靠區(qū)域外輸入,。未來,，廢鋼-電爐的循環(huán)經(jīng)濟模式可能成為區(qū)域鋼鐵供應的主要模式。在此基礎(chǔ)上只要實現(xiàn)電力的低碳供應,，即可很好地實現(xiàn)碳中和轉(zhuǎn)型,。

4關(guān)注過渡性技術(shù)

即不能實現(xiàn)鋼鐵碳中和但能顯著降低碳排放強度的新技術(shù)，例如爐頂煤氣循環(huán),、高爐噴吹氫氣,、直接熔融還原等；鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳中和還需要30年的歷程,，過渡技術(shù)能夠補足一部分減排缺口,，給零碳鋼鐵技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造空間。

此外,，鋼鐵行業(yè)也在持續(xù)推動超低二氧化碳排放煉鋼工藝（ULCOS）技術(shù)的發(fā)展,，包括生物質(zhì)煉鋼,、新型直接還原工藝（ULCORED）、新型熔融還原工藝（HISarna）和電解鐵礦石工藝（ULCOWIN/ULCOLYSIS）,。這些探索距離工業(yè)化還有一定距離,，但隨著技術(shù)不斷發(fā)展成熟，未來有可能更好地支持鋼鐵行業(yè)碳中和轉(zhuǎn)型,。

對鋼鐵企業(yè)的啟示

1大刀闊斧,建立流程碳排基線,，尋找碳減排機會

深入理解“十四五”時期國家碳中和目標對鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的影響，根據(jù)企業(yè)目前碳排情況制定減排目標,，并在資產(chǎn)層面制定具體減排措施,，計算其減排潛力和投資回報情況，即經(jīng)濟效益,、投資成本,、運營成本和風險預估，從中找出最可行,、最經(jīng)濟的碳減排路徑,。

2伺時而動，分析碳中和轉(zhuǎn)型對需求的影響,，抓住增長客戶群體

評估主要下游客戶在低碳環(huán)境下的需求變化,，找到低碳增長點,。對新增長機會,，分析潛在收益來確定重點發(fā)展方向，并制定進入方案,。例如,，提前布局廢鋼回收企業(yè)以確保廢鋼供應，在產(chǎn)能升級置換過程中對選擇長,、短流程的科學評估,，特鋼企業(yè)可探索“零碳鋼鐵產(chǎn)品”帶來的新出口機遇，等等,。

3未雨綢繆,預測碳中和轉(zhuǎn)型對鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的影響,，提前布局潛在機遇

對于鋼鐵企業(yè)來說，從中長期看需要因地制宜地評估未來碳捕集或氫能煉鋼技術(shù)的產(chǎn)業(yè)布局,。鋼鐵行業(yè)領(lǐng)先的頭部企業(yè)也可考慮進入新能源,、電動車、氫能,、生物質(zhì)能及碳捕捉等新興領(lǐng)域,，率先投資未來十年低碳技術(shù)的新浪潮。

結(jié)束語

實現(xiàn)“零碳中國 ”,，需要未來十年持之以恒的關(guān)鍵舉措與實際行動,。我們認為,，碳中和轉(zhuǎn)型早已不是“可選項”，而是如箭在弦的“必選項”,。我們希望通過近期推出的一系列文章為盡快落實碳中和轉(zhuǎn)型提供思路和洞見,，觸發(fā)更多思維激蕩和觀點碰撞，與社會各界協(xié)力構(gòu)建零碳社區(qū),，推動各方共同努力實現(xiàn)深度變革,。

來源:麥肯錫作者:華強森、許浩等

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