中期:優化工藝結構、推動能源結構轉型
鋼鐵行業主要有三種生產工藝:“高爐+轉爐”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”工藝流程碳排放強度最低。
以傳統長流程(高爐+轉爐)為主的工藝結構,很大程度上決定了中國鋼鐵行業高能耗、高排放的特征。據測算,中國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、通過電解還原,碳排放強度僅0.87-1.25噸CO2/噸。
短流程不僅有助于減少碳排放,還能夠促進資源循環利用,保障資源安全。廢鋼是節能降碳的綠色資源,也是唯一可以替代鐵礦石的鐵素來源。中國鐵礦石的對外依存度高達80%以上,2021年鐵礦石進口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,有助于緩解對外資源依賴。
然而,2021年,中國大陸電爐鋼產量占比僅約10.6%,遠低于美國69.2%、歐盟43.9%、 日本25.3%的水平。此外,電爐鋼產能利用率不足60%。寶武集團報告顯示,其電爐鋼產量僅占粗鋼產量6.5%左右。
廢鋼資源量不足,價格過高,阻礙了當前電爐煉鋼的進一步發展。電爐短流程的噸鋼生產成本高于長流程約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%。據測算,在目前市場情況下,當廢鋼價格在1600元/噸時,電爐鋼才有競爭力,而目前廢鋼價格仍在2500元/噸的高位。
電力與廢鋼的資源錯配也是電爐鋼發展的一大困境。電力約占短流程能源消耗總量的80%,用電成本對短流程影響較大。以“胡煥庸線”為界,鋼鐵企業、用電需求以及廢鋼資源主要集中在中東部地區,而低廉電力、可再生資源則主要分布在西北部地區。從產能分布來看,電爐產能主要集中在華東和華南地區,兩者約占電爐總產能的54.3%,而電力能源豐富的西南、西北地區地區的產能分布僅為12.3%和3.7%。
寶武計劃在新疆巴州鋼鐵建設占地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目。該項目由八鋼建設,產線將通過使用光伏綠電和林業
碳匯,實現碳排放為零。
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