鋼鐵工業(yè)是典型的資源、能源密集型行業(yè)，也是實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的關(guān)鍵性領(lǐng)域。2020年，中國粗鋼產(chǎn)量突破10億t大關(guān)，達到10.65億t，占全球粗鋼產(chǎn)量的56.76%。中國鋼鐵工業(yè)碳排放占全國碳排放總量的15%，在國內(nèi)所有工業(yè)行業(yè)中位居首位。隨著全國碳排放權(quán)交易管理辦法的實施，鋼鐵工業(yè)將面臨巨大任務(wù)和挑戰(zhàn)。綠色低碳是中國鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵，是提高行業(yè)競爭力的重要引擎。鋼鐵工業(yè)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展是落實中國生態(tài)文明建設(shè)目標的主要途徑，也是實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的重要支撐。
2 中國鋼鐵工業(yè)碳達峰路線及趨勢分析
鋼鐵工業(yè)作為碳排放量最多的行業(yè)之一，其節(jié)能減排問題一直是學(xué)者們研究的熱點和焦點問題。目前對碳排放達峰問題的研究大都針對的是中國整體工業(yè)部門，而針對鋼鐵工業(yè)碳排放達峰的研究和報道較少。特別是中國政府提出2030年碳排放達峰的目標之后，圍繞中國鋼鐵工業(yè)碳排放的峰值問題展開研究是非常有必要的。作為中國經(jīng)濟發(fā)展重要支撐產(chǎn)業(yè)和碳排放重點行業(yè)，鋼鐵工業(yè)應(yīng)站在高質(zhì)量發(fā)展的高度，加大應(yīng)對碳減排共識的低碳發(fā)展研究，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
2.1 中國鋼鐵工業(yè)碳達峰路線圖
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)用等因素對中國鋼鐵工業(yè)能源消耗和碳排放的貢獻程度。研究表明，鋼產(chǎn)量是影響碳達峰的主要因素，節(jié)能減排技術(shù)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整因素將在不同時間和區(qū)域?qū)χ袊撹F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)者就中國粗鋼產(chǎn)量的達峰時間和峰值進行了研究，盡管大部分學(xué)者認為中國鋼產(chǎn)量將在2030年前達到峰值，但針對具體何時鋼產(chǎn)量能夠達峰的科學(xué)性和合理性尚存在比較大的爭議。本文參考兩種鋼產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果，一種是來自某文獻的數(shù)據(jù)，顯示中國鋼產(chǎn)量將在2030年后達峰；另一種數(shù)據(jù)來自本課題組前期的研究，即鋼產(chǎn)量在2020年達到峰值。引入兩種鋼產(chǎn)量的預(yù)測數(shù)據(jù)目的是為比較鋼產(chǎn)量因素對中國鋼鐵工業(yè)碳達峰的影響。本文將圍繞中國鋼鐵工業(yè)碳達峰展開分析，采用動態(tài)物質(zhì)流分析方法，結(jié)合目前鋼鐵工業(yè)實際發(fā)展，對碳達峰進行分析，采用的鋼產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果見表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)碳減排潛力及碳達峰路徑，本文將設(shè)置4個情景：基準情景（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個情景的具體參數(shù)設(shè)置見表2。所采用的鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)見表3。
2.1.3 結(jié)果分析
圖3所示為不同鋼產(chǎn)量達峰情景下的中國鋼鐵工業(yè)CO2排放變化趨勢。若使用2020年鋼產(chǎn)量達峰的數(shù)據(jù)進行預(yù)測，REF、ETA、APS、INT這4個情景的碳排放都呈現(xiàn)先增后減的趨勢并都將在2020年達到峰值。若使用2030年后鋼產(chǎn)量達峰的數(shù)據(jù)進行預(yù)測，REF情景的碳排放將一直呈現(xiàn)增長的趨勢，而ETA、APS、INT其他3個情景都呈現(xiàn)先增后減的趨勢并將在2025年達到峰值。通過使用2種不同達峰時間的鋼產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行預(yù)測，得到的碳排放結(jié)果存在明顯差異。2種REF情景下，因為使用的鋼產(chǎn)量數(shù)據(jù)不同，碳排放的達峰時間出現(xiàn)了明顯的差異，鋼產(chǎn)量2030年后達峰將導(dǎo)致鋼鐵工業(yè)碳排放在2030年后達峰，而鋼產(chǎn)量2020年達峰將會使鋼鐵工業(yè)碳排放在2020年達峰并且峰值顯著降低，這說明粗鋼產(chǎn)量是影響鋼鐵工業(yè)碳排放的決定性因素。2030年達峰情景下，ETA、APS、INT這3個情景在2025年后是呈現(xiàn)下降趨勢的，這是因為在這3個情景中考慮了節(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)未來節(jié)能減排發(fā)展的重要影響因素。
