鋼鐵工業(yè)是典型的資源、能源密集型行業(yè)，也是實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵性領(lǐng)域。2020年，中國(guó)粗鋼產(chǎn)量突破10億t大關(guān)，達(dá)到10.65億t，占全球粗鋼產(chǎn)量的56.76%。中國(guó)鋼鐵工業(yè)碳排放占全國(guó)碳排放總量的15%，在國(guó)內(nèi)所有工業(yè)行業(yè)中位居首位。隨著全國(guó)碳排放權(quán)交易管理辦法的實(shí)施，鋼鐵工業(yè)將面臨巨大任務(wù)和挑戰(zhàn)。綠色低碳是中國(guó)鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵，是提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要引擎。鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展是落實(shí)中國(guó)生態(tài)文明建設(shè)目標(biāo)的主要途徑，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要支撐。
2 中國(guó)鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰路線及趨勢(shì)分析
鋼鐵工業(yè)作為碳排放量最多的行業(yè)之一，其節(jié)能減排問(wèn)題一直是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問(wèn)題。目前對(duì)碳排放達(dá)峰問(wèn)題的研究大都針對(duì)的是中國(guó)整體工業(yè)部門，而針對(duì)鋼鐵工業(yè)碳排放達(dá)峰的研究和報(bào)道較少。特別是中國(guó)政府提出2030年碳排放達(dá)峰的目標(biāo)之后，圍繞中國(guó)鋼鐵工業(yè)碳排放的峰值問(wèn)題展開(kāi)研究是非常有必要的。作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要支撐產(chǎn)業(yè)和碳排放重點(diǎn)行業(yè)，鋼鐵工業(yè)應(yīng)站在高質(zhì)量發(fā)展的高度，加大應(yīng)對(duì)碳減排共識(shí)的低碳發(fā)展研究，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
2.1 中國(guó)鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰路線圖
在前期研究中，自下而上地分析了鋼產(chǎn)量、電爐鋼比例、電爐吃鐵水比和節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用等因素對(duì)中國(guó)鋼鐵工業(yè)能源消耗和碳排放的貢獻(xiàn)程度。研究表明，鋼產(chǎn)量是影響碳達(dá)峰的主要因素，節(jié)能減排技術(shù)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整因素將在不同時(shí)間和區(qū)域?qū)χ袊?guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排產(chǎn)生重要影響。
2.1.1 鋼產(chǎn)量數(shù)據(jù)
諸多學(xué)者就中國(guó)粗鋼產(chǎn)量的達(dá)峰時(shí)間和峰值進(jìn)行了研究，盡管大部分學(xué)者認(rèn)為中國(guó)鋼產(chǎn)量將在2030年前達(dá)到峰值，但針對(duì)具體何時(shí)鋼產(chǎn)量能夠達(dá)峰的科學(xué)性和合理性尚存在比較大的爭(zhēng)議。本文參考兩種鋼產(chǎn)量預(yù)測(cè)結(jié)果，一種是來(lái)自某文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)，顯示中國(guó)鋼產(chǎn)量將在2030年后達(dá)峰；另一種數(shù)據(jù)來(lái)自本課題組前期的研究，即鋼產(chǎn)量在2020年達(dá)到峰值。引入兩種鋼產(chǎn)量的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)目的是為比較鋼產(chǎn)量因素對(duì)中國(guó)鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰的影響。本文將圍繞中國(guó)鋼鐵工業(yè)碳達(dá)峰展開(kāi)分析，采用動(dòng)態(tài)物質(zhì)流分析方法，結(jié)合目前鋼鐵工業(yè)實(shí)際發(fā)展，對(duì)碳達(dá)峰進(jìn)行分析，采用的鋼產(chǎn)量預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。
2.1.2 情景設(shè)置及結(jié)果分析
為了更好地分析鋼鐵工業(yè)碳減排潛力及碳達(dá)峰路徑，本文將設(shè)置4個(gè)情景：基準(zhǔn)情景（reference scenario，REF），代表鋼鐵生產(chǎn)的技術(shù)水平和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)保持不變；生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整情景（adjustment of production structure scenario，APS），代表生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整而技術(shù)水平保持不變；能源技術(shù)升級(jí)情景（energy technology upgrading scenario，ETA），代表技術(shù)水平提高而生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不變；綜合情景（integrated scenario，INT），代表生產(chǎn)技術(shù)水平提高且生產(chǎn)結(jié)構(gòu)也調(diào)整情景。4個(gè)情景的具體參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表2。所采用的鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)見(jiàn)表3。
2.1.3 結(jié)果分析
圖3所示為不同鋼產(chǎn)量達(dá)峰情景下的中國(guó)鋼鐵工業(yè)CO2排放變化趨勢(shì)。若使用2020年鋼產(chǎn)量達(dá)峰的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，REF、ETA、APS、INT這4個(gè)情景的碳排放都呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)并都將在2020年達(dá)到峰值。若使用2030年后鋼產(chǎn)量達(dá)峰的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，REF情景的碳排放將一直呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，而ETA、APS、INT其他3個(gè)情景都呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)并將在2025年達(dá)到峰值。通過(guò)使用2種不同達(dá)峰時(shí)間的鋼產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到的碳排放結(jié)果存在明顯差異。2種REF情景下，因?yàn)槭褂玫匿摦a(chǎn)量數(shù)據(jù)不同，碳排放的達(dá)峰時(shí)間出現(xiàn)了明顯的差異，鋼產(chǎn)量2030年后達(dá)峰將導(dǎo)致鋼鐵工業(yè)碳排放在2030年后達(dá)峰，而鋼產(chǎn)量2020年達(dá)峰將會(huì)使鋼鐵工業(yè)碳排放在2020年達(dá)峰并且峰值顯著降低，這說(shuō)明粗鋼產(chǎn)量是影響鋼鐵工業(yè)碳排放的決定性因素。2030年達(dá)峰情景下，ETA、APS、INT這3個(gè)情景在2025年后是呈現(xiàn)下降趨勢(shì)的，這是因?yàn)樵谶@3個(gè)情景中考慮了節(jié)能減排技術(shù)普及和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整等碳減排影響因素，這也說(shuō)明節(jié)能減排技術(shù)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是鋼鐵工業(yè)未來(lái)節(jié)能減排發(fā)展的重要影響因素。
