鋼鐵行業是英國八個高能耗行業之一，此篇報告旨在評價到2050年行業內低碳化生產的潛在可能性，研究鋼鐵制造業如何進行去碳化并在保障競爭力的同時提高能源效率。能源密集型產業在消耗大量能源的同時，對經濟增長與經濟再平衡也作出著巨大貢獻。英國政府決心向低碳經濟轉型，能源密集型行業將扮演重要角色。

線路圖項目的目標是：

（1）提高對各工業部門的減排潛能、替代減排措施的相對成本以及有關商業環境（包括投資決策、障礙和競爭力問題）的認知；

（2）建立一個用于報告未來政策以及確定戰略結論和減排潛能（2020年至2050年）的共享證據平臺。

鋼鐵行業路線圖的發展包括三個主要階段：

（1）收集有關技術操作、去碳化和能效技術投資動力與阻礙的證據；

（2）發展去碳化“路徑”（至2050年），用于研究一系列減排等級的說明性技術組合；

（3）分析與解釋技術、社會和商業依據，用于確定后續步驟的潛能以及作出結論。

二、行業調查

鋼材制造可通過高爐-氧氣轉爐和電弧爐兩條路線實現。其中，高爐-氧氣轉爐鋼占英國鋼材總產量的百分之七十九，剩余的鋼材產量為電弧爐鋼。2012年，行業內共計生產超過九百萬噸不同類型的鋼材產品。同時，行業內只用于電力消耗所排放的二氧化碳就接近200萬噸。鋼鐵工業中，二氧化碳的排放分為直接排放與間接排放。直接排放來源于化石燃料的現場燃燒，間接排放來源于生產過程中的電力消耗。2011年行業內二氧化碳總排放量為1660萬噸，2012年為1840萬噸，到2013年達到了2280萬噸。在這三個時間節點，電弧爐生產過程的碳排放量分別占總量的6%、6%和4%。另外，高爐-氧氣轉爐過程的碳排放量占直接排放量的絕大部分，而電弧爐鋼的生產過程主要為間接排放過程。在鋼鐵生產的各階段，以2011年高爐-氧氣轉爐鋼的生產為例，煉鐵過程中排放的二氧化碳量占直接排放量的絕大部分（生產一噸熱軋板卷排放1.1-1.8噸的二氧化碳），接下來是燒結過程、煉鋼過程和煉焦過程（生產一噸熱軋板卷分別排放0.4-0.7、0.2-0.3、1噸的二氧化碳）。在二氧化碳間接排放量中，熱軋過程是主要的排放源（生產一噸熱軋板卷排放0.2-0.3噸的二氧化碳）。

英國鋼鐵工業是一個高度成熟和高度統一化的行業。2013年英國鋼鐵行業總收入達99億英鎊，其中利潤達到6.73億英鎊。同時，鋼鐵部門的總收入是高度不穩定的，鋼鐵行業也是高度資本密集型的。行業未來的成功依賴于它能否進入日漸擴張的國際市場，依賴于減排的能力，依賴于核心投入物可靠來源的獲取能力以及價格競爭能力。通過一些不同的研究方法，例如文獻查閱、采訪和專題討論會，確定了去碳化進程的驅動力與障礙。

鋼鐵行業去碳化的驅動力有以下幾點：發展型市場的進入、政策框架的改善、碳成本、靠近碳捕集與碳存儲設施的定位、用于可再生能源材料需求的提高以及在投資項目中環境與安全問題的結合。

去碳化進程的障礙主要包括：低成本產品的全球競爭、股東要求快速的投資回收、資本的可獲得性、電力和天然氣價格的增加、資金周轉率的緩慢、客戶對于成本的要求（而不是碳排放）、監管的不確定性以及碳成本的增加和不公平競爭。

三、減排潛力與路徑

為了分析鋼鐵行業去碳化的潛能，我們創立了四條不同的路徑：

（1）沒有特殊的額外的干預手段加速去碳化進程（稱作“一切照常”）；

（2）與第一條路徑相似，但改善了爐道與爐頂煤氣循環的部署，與2010年相比，使二氧化碳的排放量到2050年下降28%（稱作“20-40%二氧化碳減排路徑”）；

（3）在前兩條路徑的基礎上，從2035年開始在改造方案中加入碳捕集技術，與2010年相比，使二氧化碳的排放量至2050年下降46%（稱作“40-60%二氧化碳減排路徑”）；

（4）盡可能投入最大技術潛力支持去碳化，從2040年開始，對行業內一半工廠進行加入碳捕集技術的改造，另一半進行加入碳捕集技術的重建（稱作“最高技術”）。

這些路徑包括各項操作的部署：

（1）對現有技術的逐步改進；

（2）對最佳可行技術應用的升級；

（3）利用顛覆性技術（在中期將有可能具備商業可行性）改變重要環節。

路徑的分析表明，按照當前的趨勢發展，“最高技術”路徑將使2050年的行業內碳排放量減少到920萬噸，與2012年相比排放量下降了60%。行業內的一項重要挑戰是設備長時間的使用期，這需要我們謹慎地規劃設備的重要翻新與重建，使其與更新的技術達成一致，而“最高技術”路徑中的減排量主要依靠碳捕集技術。除此之外，調整高爐-氧氣轉爐產品與電弧爐產品的比例也是一種具有明顯減少碳排放潛力的操作。將高爐-氧氣轉爐產品向電弧爐產品轉化，會增加用電量，但同時也將減少高爐-氧氣轉爐產生的直接排放量。隨著輸電網去碳化的發展，這種轉化將帶來一個整體性的排放降低。

四、總結

未來政府以及工業需要怎樣的措施克服障礙以達到行業路徑？對此，提出了八個方面的戰略結論和六個核心技術組。戰略結論包括：

（1）通過領導與組織開發戰略，面對減排帶來的挑戰；

（2）去碳化最重要的障礙是缺乏投資基金；

（3）未來能源成本、能源供應安全、市場結構和競爭；

（4）工業能源政策背景；

（5）生命周期的計算；

（6）價值鏈合作；

（7）研究、發展與示范；

（8）人與技術。

六個核心技術組有：

（1）輸電網的去碳化；

（2）熱能電氣化；

（3）燃料與原料的可用性；

（4）能源效率及熱回收；

（5）工業集群；

（6）碳捕集。

如果政府與鋼鐵行業將本報告的證據與分析作為依據，那么在未來幾十年的時間里，實現碳排放量的顯著降低、能源效率的增加和市場競爭力的提高等目標將會實現。

譯自：2015年3月【英國】鋼鐵工業去碳化及能效線路圖（至2050年）（中國經濟網）

返回列表