中期:優(yōu)化工藝結(jié)構(gòu)、推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型
鋼鐵行業(yè)主要有三種生產(chǎn)工藝:“高爐+轉(zhuǎn)爐”工藝流程、“氫基直接還原+電爐”工藝流程、“廢鋼+電爐”工藝流程,其中“廢鋼+電爐”工藝流程碳排放強(qiáng)度最低。
以傳統(tǒng)長(zhǎng)流程(高爐+轉(zhuǎn)爐)為主的工藝結(jié)構(gòu),很大程度上決定了中國(guó)鋼鐵行業(yè)高能耗、高排放的特征。據(jù)測(cè)算,中國(guó)每噸粗鋼的碳排放約為2.35噸二氧化碳,高于世界約1.91噸的平均水平。而短流程(廢鋼+電爐)工藝直接以還原鐵為原料、通過(guò)電解還原,碳排放強(qiáng)度僅0.87-1.25噸CO2/噸。
短流程不僅有助于減少碳排放,還能夠促進(jìn)資源循環(huán)利用,保障資源安全。廢鋼是節(jié)能降碳的綠色資源,也是唯一可以替代鐵礦石的鐵素來(lái)源。中國(guó)鐵礦石的對(duì)外依存度高達(dá)80%以上,2021年鐵礦石進(jìn)口11.2億噸左右,占全世界鐵礦石出口量的70%。充分利用廢鋼資源,有助于緩解對(duì)外資源依賴。
然而,2021年,中國(guó)大陸電爐鋼產(chǎn)量占比僅約10.6%,遠(yuǎn)低于美國(guó)69.2%、歐盟43.9%、 日本25.3%的水平。此外,電爐鋼產(chǎn)能利用率不足60%。寶武集團(tuán)報(bào)告顯示,其電爐鋼產(chǎn)量?jī)H占粗鋼產(chǎn)量6.5%左右。
廢鋼資源量不足,價(jià)格過(guò)高,阻礙了當(dāng)前電爐煉鋼的進(jìn)一步發(fā)展。電爐短流程的噸鋼生產(chǎn)成本高于長(zhǎng)流程約300元-600元,其中廢鋼占短流程煉鋼成本超75%,電力成本約占6%-15%。據(jù)測(cè)算,在目前市場(chǎng)情況下,當(dāng)廢鋼價(jià)格在1600元/噸時(shí),電爐鋼才有競(jìng)爭(zhēng)力,而目前廢鋼價(jià)格仍在2500元/噸的高位。
電力與廢鋼的資源錯(cuò)配也是電爐鋼發(fā)展的一大困境。電力約占短流程能源消耗總量的80%,用電成本對(duì)短流程影響較大。以“胡煥庸線”為界,鋼鐵企業(yè)、用電需求以及廢鋼資源主要集中在中東部地區(qū),而低廉電力、可再生資源則主要分布在西北部地區(qū)。從產(chǎn)能分布來(lái)看,電爐產(chǎn)能主要集中在華東和華南地區(qū),兩者約占電爐總產(chǎn)能的54.3%,而電力能源豐富的西南、西北地區(qū)地區(qū)的產(chǎn)能分布僅為12.3%和3.7%。
寶武計(jì)劃在新疆巴州鋼鐵建設(shè)占地4.7平方公里的世界首條鋼鐵短流程“零碳工廠”示范產(chǎn)線,形成“光伏綠電+電爐+薄帶連鑄連軋”綠色零碳鋼鐵短流程示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目由八鋼建設(shè),產(chǎn)線將通過(guò)使用光伏綠電和林業(yè)
碳匯,實(shí)現(xiàn)碳排放為零。
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