欧盟碳边境调节机制对中国钢铁行业的影响——基于产品碳足迹视角

钢铁作为使用最广泛的工业原材料被欧盟碳边界调节机制(CBAM)列入首批实施碳边界调节的名单。中国是世界最大钢铁生产、消费及进出口国，CBAM的实施势必将对中国钢铁行业及供应链企业产生重大影响。根据欧盟CBAM最新法案内容，以钢铁产品“从摇篮到大门”碳足迹的视角出发，系统梳理研究CBAM产品碳排放核算方法，根据钢铁产品碳足迹特点，测算欧盟CBAM对钢铁行业的影响。研究表明，当中欧碳差价为50欧元/t时，中国钢铁企业面临3.32～4.03亿欧元的额外负担；当中欧碳差价为100欧元/t时，中国钢铁企业承担的额外负担为6.64～8.07亿欧元，对钢铁行业整体影响不大。但从钢铁间接贸易角度分析，CBAM外溢效应对中国钢铁行业及上下游产业影响不容小觑。研究将为钢铁行业应对CBAM及供应链企业未来低碳转型提供重要参考。     

关于我国开展有色金属行业碳标签认证的思考

“碳标签”是一种全面的碳排放管理系统，以标签的形式向顾客提供产品生命周期内所产生的碳数据，可直接影响顾客行动和企业生产决定。中国是世界最大的有色金属材料生产国和消费国，开展有色金属行业碳标签认证是实现绿色低碳发展、减少国际贸易碳壁垒的重要手段。探讨了我国有色金属行业碳标签认证的必要性和紧迫性，强调其对于实现绿色低碳发展的重要性。结合国内外产品的碳足迹数据及碳标签发展现状，提出了一系列建议，以期为我国有色金属行业碳标签认证工作提供参考，并为其未来发展提出展望。     

钢铁行业碳排放管理与服务平台的设计与开发

通过对国内外钢铁行业低碳发展形势、CO₂排放数据基础、CO₂排放因子、“双碳”工作存在的问题等方面进行分析，指出构建具有公益属性的钢铁行业碳排放管理与服务平台对提高钢铁行业“双碳”服务能力具有重要意义，且符合国家“双碳”战略导向。以钢研碳云平台的建设为例，介绍了钢铁行业碳排放管理与服务平台的系统架构及其在碳排放核算管控与产品碳足迹计算方面的应用，并验证了平台应用的可靠性；针对钢铁行业碳排放数据存在的痛点，提出了基于区块链技术建设钢铁行业可信碳排放数据存证管理与服务平台以及3类应用场景开发的设想。     

钢铁行业“碳达峰”“碳中和”实施路径研究

概括了中国钢铁行业绿色化发展进程,即节能、减排、脱碳3个阶段;分析了中国钢铁行业的CO₂排放现状及实现“碳达峰”“碳中和”的关键时间节点、思路、切入口和技术路线图等;指出钢铁行业越早实现“碳达峰”,越有利于后续碳“下坡”和“碳中和”的实现,削减粗钢产出总量和流程结构调整发展全废钢电炉短流程钢厂是中国钢铁行业实现“碳中和”过程中两大可行的抓手。     

生命周期评价方法在钢铁企业低碳发展规划中的应用

在当前“碳达峰”“碳中和”的背景下,很多钢铁企业在制订低碳发展规划的过程中,对于减碳措施的减碳潜力没有数字化的概念,缺乏量化的评价手段和科学的数据支撑。为此,提出应用生命周期评价(LCA)进行钢铁企业低碳发展规划的方法,建立产品碳足迹与组织层级碳核算的关联。在此基础上,通过建立覆盖全公司的产品生命周期评价模型,以量化评估新技术新工艺应用、产品结构变化、能源结构变化、废钢利用率提升、节能减排改进、供应链优化等因素对于企业组织层面的碳减排绩效,可实现数字化碳减排路线图的描绘。给出了钢铁企业主要措施与策略碳减排潜力的评价方法与案例,可为钢铁企业的低碳发展规划提供参考。     

中国钢铁行业碳达峰碳中和时间表与路线图

2020年9月22日,中国在第七十五届联合国大会上提出,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。钢铁行业深度脱碳是实现“碳达峰”和“碳中和”的必经之路,是应对气候变化、缓解能源危机、推动绿色健康发展的重要战略举措。绿色低碳发展是钢铁行业实现转型升级高质量发展的关键,也是中国实现碳达峰碳中和目标的重要支撑。分析了中国钢铁行业碳排放现状,对比了主要产钢国家钢铁行业碳中和目标及实施路径,采用动态物质流分析方法构建了钢铁需求量模型、废钢回收量模型并预测了中国到2060年的钢铁需求量和废钢资源量。结果显示,中国的钢铁需求量将在2030年和2060年分别下降至8.78亿t和5.43亿t, 2030年国内废钢产量约为4.2亿t, 2055年以后,废钢产量将逐渐下降,但仍将保持在4亿t以上。在动态物质流分析结果的基础上,使用情景分析方法,构建了钢铁行业碳排放模型,分析了钢铁行业的节能降碳潜力;基于钢铁行业碳中和路径分析模型制定了中国钢铁行业碳达峰碳中和时间表和路线图,指出中国钢铁行业在实现碳中和之前要经历粗钢产量波动下行-控碳、粗钢产量下降-减碳、粗钢产量处于低值平台期...     

国内外钢铁行业低碳发展策略分析

在绿色化、低碳化发展的时代背景下，全球钢铁行业纷纷开展低碳研究工作，各类低碳技术层出不穷。首先概述了全球钢铁行业CO₂排放现状，以及主要产钢国家的碳减排目标，并对其低碳策略进行详细的分析，指出国际钢铁行业的低碳发展方向主要聚焦于发展电炉流程、氢冶金、碳捕集利用与封存和清洁能源利用等方面。随后聚焦我国钢铁行业碳排放现状，梳理了中国钢铁行业实现“双碳”目标的应对策略，指出减量化发展、流程结构调整是未来我国钢铁行业低碳发展的主攻方向。最后，为了使前文所提的宏观策略更加具体化，又选取我国某一典型钢铁企业，以其技术特点、地理位置、资源禀赋、发展规划为主要依据，针对性地分析并提出了7条适合该企业的减排路径，为其绿色低碳发展指明方向。      

“双碳”目标下钢铁企业低碳发展的技术路径

为落实国家“碳达峰、碳中和”发展目标,解决钢铁行业低碳发展过程中面临的瓶颈和难题,展开了一系列政策、技术和行动方案的研究。对比国内外钢铁企业碳排放强度的现状及变化趋势,分析了引起碳排放强度差异性的原因,并给出我国钢铁工业“碳达峰、碳中和”发展的总体方向。解析了中国钢铁工业及国内大型钢铁企业的“碳达峰、碳中和”目标及实施方案,并重点基于某大型钢铁企业当前生产、装备、工艺流程、碳排放实际情况,在充分考虑了未来产能装备、工艺变革、技术创新、能源转型等方面规划的基础之上,制定了具体的低碳发展技术路线图,为我国钢铁企业落实国家“碳达峰、碳中和”目标提供了示范和引领。路线图指出,该企业低碳发展将经历“碳达峰平台期、稳步下降期及深度脱碳期”三个阶段,通过实施铁素资源优化、流程优化重构、系统能效提升、用能结构优化、低碳技术变革、产业耦合降碳六大技术路径,建设碳排放数据管理体系及钢铁产品全生命周期（LCA）碳足迹两大平台,实现2025年碳排放总量较峰值降低10%,2030年碳排放总量较峰值降低30%,最终在2050年实现碳中和,并详细阐明了该企业对各技术路径的规划目标,测算了各减碳技术路径实施后带来的碳减排量期望值,比较了不同技术路径在不同发展阶段所带来的减碳效果。最后,结合该企业低碳发展技术路线图的制定和实施过程,提出我国钢铁企业低碳发展的建议。      

热轧产品碳足迹评估及分析

钢铁行业碳排放量占全国碳排放总量的15%左右,如何有效系统性减少碳排放至关重要,LCA是一种“从摇篮到坟墓”的环境管理和分析工具,为钢铁行业碳减排提供思路和方法。通过建立热轧产品从“摇篮到大门”的全生命周期评价模型,对热轧产品碳足迹进行评估和分析,掌握热轧产品碳足迹生命周期分布规律,为产品生态设计提供支撑,为企业环境决策提供科学依据。     

国际碳排放相关主要标准及文件体系概述

对碳排放量进行科学规范核算、积极推进减排激励、强化企业碳业绩披露管理作为应对气候变化的关键基础性工作，在统筹兼顾阻止全球气候变暖与促进企业发展之间发挥着重要作用，同时也为中国矿业公司“走出去”并承担当地社会责任提供重要的软实力支撑。本文从碳排放核算、碳足迹分析、碳减排机制、碳减排目标设定、碳业绩披露五个方面，列举了国际上主要的标准、机制、倡议、政策文件等，以供国内的跨国矿业从业者及其他相关从业者参考。     

CBAM对中国钢铁行业的影响和应对策略

为了更好地应对碳边境调节机制(Carbon Border Adjustment Mechanism, CBAM)对中国钢铁行业带来的冲击和影响，减缓全球气候变暖，系统地介绍了CBAM的最终法案、计算方法和目前存在的问题。经研究和分析发现，CBAM对中国钢铁行业的影响主要在增加钢铁产品成本、削弱中国钢铁行业国际竞争力、推进中国钢铁行业低碳转型等方面。通过设置不同的碳排放强度和碳市场交易情景，以1 t生铁为例，分析和预测了CBAM法案可能对生铁出口欧盟成本产生的影响。最后，针对性地提出应对策略，如加强中国钢铁行业顶层设计、加强国际合作和交流、进一步推进“六化一体+多平台”发展模式的数字化碳管理建设和应用，在提高钢铁行业的国际影响力和话语权的同时，应该激发钢铁企业节能降碳的主观能动性。     

大型钢铁企业碳管理信息化系统建设的思考

气候变化问题日益严峻,绿色低碳和可持续发展已成为全球共同关注的话题。钢铁行业面临越来越大的碳减排压力,大型钢铁企业建设和实施碳管理信息化系统,利用信息技术手段来管理和控制企业碳排放,成为大势所趋。总结了大型钢铁企业碳管理信息化系统建设现状及存在问题,探讨了系统的建设路径和关键实施因素,以期为钢铁企业提供借鉴和参考。     

钢铁行业低碳发展标准体系建设研究

为深入推进钢铁行业绿色低碳发展,中国钢铁行业明确提出力争2025年率先实现碳排放达峰,2060年之前实现“碳中和”的目标。标准化是推动落实这一目标的重要技术支撑,建立健全钢铁行业低碳发展标准体系尤为重要。通过总结国内外低碳发展现状,特别是重点阐述和分析了国内外钢铁行业低碳发展相关政策、目标及降低碳排放水平所采取的具体措施、标准化工作现状及需求,归纳、总结并研究提出了中国建立钢铁行业低碳发展标准体系的初步框架,涵盖了碳排放管理和低碳冶炼两大方向,并提出了健全和实施钢铁行业低碳发展标准体系的相关建议,以期促进中国钢铁行业应对气候变化标准化工作的发展。     

“双碳”目标下氢冶金发展现状和应用前景

作为支撑我国国民经济发展的基础性行业之一,钢铁行业碳排放总量占全国15%左右,是占比最高的制造业,也是“双碳”目标下工业绿色发展的主战场。目前我国钢铁行业仍以碳排放强度高的长流程为主,粗钢产能约占90%。在双碳目标背景下,“减污降碳”是钢铁行业高质量发展、落实生态文明理念的必然选择。与传统的碳冶金相比,氢冶金可以从源头降低二氧化碳排放量,使钢铁行业摆脱对化石能源的依赖。业界普遍认为,碳达峰碳中和目标下,氢冶金成为钢铁行业实现低碳发展的最为可行途径。本文结合中国钢铁行业特点,分析和展望中国氢冶金的发展模式,进一步提出推动氢冶金发展的相关建议。     

浅谈钢铁企业采购端（范围三）碳排放核算

碳足迹核算是有效开展各项碳减排工作的前提,通过碳足迹核算可以直接量化碳排放数据,通过分析各个环节碳排放数据,可以找出潜在减排环节和方式。据了解,目前钢铁行业内普遍在范围一、范围二开展降碳工作,由于外部沟通复杂、数据收集困难、缺乏专业人才等问题,范围三碳足迹核算成为难题。介绍了碳足迹核算范围、核算过程存在问题以及范围三核算方法等内容,旨在为钢铁企业采购端（范围三）降碳工作提供指导与参考。     

钢铁行业碳素流评价系统及应用研究

为了实现钢铁生产碳排放水平的定量化科学评价,本文基于目前权威、通用的碳排放核算方法学建立了钢铁生产机组级、工序级、产品级和企业级碳排放核算评价模型。在模型理论的指导下,通过精细化界面设计,开发出钢铁生产碳素流一体化管控软件系统,并在机组层面开展了实证应用,获得了钢铁产品机组层面的碳足迹实时数据。可应用于典型长流程和短流程钢铁生产企业,帮助其厘清碳排放现状和碳资产数据,有效开展碳排放水平历史自评和同行对标。为合理评价企业降碳潜力和遴选降碳技术措施提供了合适的方法和工具。     

钢铁企业产品碳足迹评估及问题分析

本文基于产品碳足迹评估的理论,以某钢铁企业实际生产数据为例,对其进行碳足迹评估分析,得到碳排放数据,并结合绿色产品认证要求及同行业企业相关数据处理情况,指出相关注意事项。通过本案例,评估了在产品碳足迹计算时需基于实际情况,逐一核算各环节的碳排放量,同行业间尽量在统一口径下进行分析,逐步提升企业碳排放管理的深度和可控程度,提升产品在双碳目标下的竞争力。     

“双碳”背景下低碳排炼钢流程选择及关键技术

“碳达峰”、“碳中和”是一个总体的宏观概念,为中国未来经济与环境发展提供了笼统的理论框架与基本理念。基于“双碳”目标的深度解析,中国钢铁行业处于“碳锁定”状态,只有同时进行技术和制度变革才能实现“碳解锁”。结合当前钢铁工业生产结构、冶炼原材料供应、冶炼能源、节能减排水平以及CO₂排放现状,给出了合理的碳达峰时间及峰值。未来二三十年中国钢铁生产主要流程依然是长流程和短流程并存,氢冶金技术还难以进行工业生产,提升全废钢短流程炼钢的比例是降低碳排放的主要措施。从长远来看,长流程中炼铁工艺由碳还原逐渐向氢还原是大势所趋,炼铁工序的产品将由原来的高碳铁水转变为低碳铁水或直接还原铁（DRI）,具有较高脱碳的转炉炼钢就没有明显优势,发展电弧炉炼钢流程是必然选择。但实现“碳中和”还要依靠氢冶金,碳捕集、利用与封存技术的发展和应用,以及制度的变革。基于近年在全废钢电弧炉相关方面的理论研究、装备开发与实践的深入研究,针对全废钢电弧炉冶炼工艺存在的问题,开发了一系列关键技术,实现在全废钢条件下满足当前连铸生产工艺节奏以及钢液质量的控制,为全废钢电弧炉的发展提供理论支持。      

转炉炼钢工艺极限碳排放研究进展

中国钢铁行业发展取得长足进步,年钢产量连续多年位居全球第一,由此带来的CO₂排放等环保压力也日益凸显。降低钢铁行业CO₂排放至关重要。长流程炼钢工艺的吨钢CO₂排放量约为短流程炼钢工艺的3.5倍,如何降低长流程炼钢碳排放对钢铁工业的低碳发展具有重要意义。提出转炉炼钢极限碳排放工艺技术,从“低碳铁水”、“低碳冶炼”和“低碳原料”3个方面,研究分析长流程-转炉炼钢工艺的减排能力及潜力。在低碳铁水生产方面,依据现有可能实现的技术,铁水生产的碳排可由当前吨铁水碳排1.7 t/t降低至0.8 t/t;在低碳原料方面,转炉炼钢工序生产所需原辅料极限碳排放可由当前吨钢碳排197.5 kg/t降至61.7 kg/t;转炉炼钢工序采用低碳冶炼单元技术,吨钢碳排将显著下降,转炉采用20%废钢和50%废钢,吨钢极限碳排将降低至727 kg/t和466 kg/t。转炉炼钢工序使用50%废钢冶炼,喷吹生物质、采用绿电、低碳原料,转炉工序碳排放强度将从107 kg/t降至-186 kg/t,实现转炉工序“负碳炼钢”;精炼、连铸等工序着眼绿色低碳技术...     

近零碳排电弧炉炼钢工艺技术研究及展望

 中国钢铁工业碳排放占全国总排放比例达16%,减少钢铁工业碳排放是中国政府实现“碳达峰、碳中和”承诺的重要抓手。在碳中和背景下,全球钢铁行业正加速推动技术革新以降低碳排放。提出近零碳排电弧炉炼钢新工艺,从能量来源碳近零、冶炼过程碳近零、原料生产碳近零3个层面开展技术创新,以实现炼钢工序碳近零。在能量来源碳近零方面,提出利用太阳能、风能及谷电等能源昼夜交替补充,能量有效存储及释放、微型智能电网及电弧炉优化供电,实现绿色能源的直接高效利用;在冶炼过程碳近零方面,提出利用氢能烧嘴、无碳发泡剂、CO₂-Ar动态底吹脱氮、熔池内O₂-CaO喷吹脱磷及系统能效评价等关键技术实现非涉碳冶炼;在原料生产碳近零方面,提出利用绿氢直接还原炼铁及相关配套技术、绿电等离子热风窑炉配合碳捕集工艺等大幅降低原辅料生产过程碳排放。对电弧炉炼钢过程能量输入、冶炼涉碳及原料带碳的吨钢坯二氧化碳排放进行了衡算,并结合上述关键技术减碳能力分析,计算预测该近零碳排电弧炉炼钢新工艺最终极限碳排放可降低到64 kg/t(钢)。因此,开展近零碳排电弧炉炼钢工艺研究,加速其工业落地应用,将有助于促进中国钢铁工业创新发展和绿色低碳发展。