随着碳排放权交易市场的扩大和碳排放管理要求的提高，钢铁行业电气化将变得更为迫切。
生态环境部前不久发布的《全国碳排放权交易市场覆盖水泥、钢铁、电解铝行业工作方案（征求意见稿）》（以下简称《意见稿》）明确提出，自2024年起，将水泥、钢铁、电解铝三个高耗能行业纳入全国碳排放权交易市场管理，并计划在2025年底前完成首次履约工作。
随着碳排放权交易市场的扩大和碳排放管理要求的提高，钢铁行业电气化将变得更为迫切。电气化不仅是钢铁行业趋势之一，也是实现减排目标和促进可持续发展的必要措施。
碳减排压力大
由于大量使用化石能源，钢铁行业的碳排放不可避免。2022年，钢铁行业碳排放量达18.2亿吨，约占我国碳排放总量的17%，是仅次于发电行业的高碳排放行业，占全球钢铁碳排放总量的60%以上。其中，70%以上的碳排放来自于烧结、焦化、高炉等工序。在国际新型贸易壁垒和国内“双碳”目标下，钢铁行业面临着碳减排的巨大压力。
刚刚发布的《“双碳”目标下加快工业领域终端电气化研究—钢铁行业报告》（以下简称“研究报告”）显示，2022年，我国钢铁行业能源消费量达5.60亿吨标准煤，约占全国能源消费总量的10%。其中，转炉炼钢的能源消费量为5.49亿吨标准煤，占钢铁行业能源消费量的98%；电炉炼钢的能源消费量为0.11亿吨标准煤。煤炭和焦炭占钢铁行业购入能源的90%以上，油气能源约占1.7%，电力仅占6.3%。其中，60%以上的煤炭和焦炭转化为焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气等各种煤气使用。
中国能源研究会能效与投资评估专委会主任焦健在近日举行的“加快构建新型电力系统：需求侧革新研讨会”上表示，钢铁是国民经济的基础，是典型的能源资源密集型，“钢铁与有色金属行业相似，与建材、石化化工行业存在关联性，促进钢铁行业高质量发展，可带动其他高耗能行业转型。”
“钢铁行业作为我国一个关键的耗能产业，在当前国内经济转型的背景下，迫切需要深入研究并开发高效节能低碳技术。”中国电力科学研究院用电与高效研究所用电技术研究室主任陈宋宋表示，“今年，国家已经启动绿氢化工的重大攻关项目，与此同时，绿氢炼钢项目也正在积极筹备之中。根据目前的进展情况，预计该项目将在明年正式对外发布，届时将从国家层面统筹协调相关工作的开展。”
构建“钢—化—建—能”体系
电力是钢铁生产过程中必不可少的能源支撑。按照吨钢电耗466千瓦时计算，2022年钢铁行业电力消费量约4749 亿千瓦时，占钢铁行业能源消费量的10.4%。其中，转炉炼钢的电力消费量占钢铁行业电力消费量的89%。
焦健对《中国能源报》记者表示，钢铁行业涉及面广、产业关联度高、消费拉动大，与电力、热力、建材、石化化工、有色金属等行业高度关联。先行先试促进钢铁行业电气化发展，不仅有利于钢铁行业实现可持续的高质量发展，也有利于探索构建“钢—化—建—能”一体化新型智慧生产体系，推动钢铁行业与电力、建材、石化化工、有色金属等传统行业的耦合发展，是工业电气化发展的重中之重。
研究报告显示，预计到2030年、2050 年、2060年，钢铁行业碳排放量将分别达到15.3 亿吨、2.7亿吨、0.9亿吨。钢铁行业加快电气化发展，为钢铁行业实现“双碳”目标作出积极贡献，到2030年、2050年、2060年，电气化率将分别达到14%、46%、57%，预计可分别减少碳排放2.8 亿吨、7.6亿吨、1.0亿吨，累计减少碳排放11.6亿吨，对钢铁行业的碳减排贡献度将达到63%。
“当前，钢铁行业的主要生产工艺以转炉炼钢为主，对化石能源高度依赖。”焦健表示，展望未来，我们期望通过电炉炼钢、氢冶金、基于二氧化碳资源化利用的绿色洁净炼钢技术等低碳生产工艺和技术，促进电力、氢和碳三种要素的有效协同和高度融合，形成一种新的生产模式，推动钢铁行业的电气化进程。为此，我们规划了三个主要的技术路径：首先，原料替代路径，即通过寻找和利用替代原料来降低对传统碳基原料的依赖；其次，能源替代路径，这涉及将传统能源替换为更清洁、高效的能源形式；最后，综合技术应用路径，通过集成和创新多种技术手段，以实现钢铁行业“能—碳—电”协同优化，即降低能源消费、减少碳排放以及新型能源体系下促进电力消纳，促进“双碳”目标下钢铁行业高质量发展。
电气化仍面临约束
在业内人士看来，尽管当前钢铁行业电气化发展的路径基本清晰，但在政策引领、技术工艺、资源保障、能源保障、市场机制等方面仍存在一定约束，需要政府、企业和科研机构等多方面的协同合作。
《中国能源报》记者采访中了解到，加快钢铁电气化亟须完善钢铁行业电气化发展顶层设计及配套政策， 将电气化发展纳入钢铁行业“双碳”整体规划，明确以降碳为导向的钢铁行业电气化发展短期和中长期目标及路径，制定钢铁行业电气化发展技术路线图和实施计划，指导企业开展电气化发展行动。短期内可着力支持电炉炼钢、传统工序电气化、智能制造及智能化解决方案、余热发电、可再生能源开发利用等技术推广应用，同时鼓励钢铁行业探索布局氢冶金、CCUS 及二氧化碳炼钢等颠覆性技术，先立后破有序推动钢铁行业电气化发展。
业内普遍认为，可将绿电消费作为评价、认证和标识绿色产品的重要依据和内容，鼓励全社会优先使用绿色能源和采购绿色产品服务，将绿电溢价传导到钢价上，提高钢铁行业电气化发展的技术经济性，提升企业电气化发展的积极性。此外，鼓励钢铁企业主动参与电力市场交易购买绿电，降低跨省绿电交易门槛，简化企业绿电购买流程，推动企业与绿电供应商签订稳定的中长期购电合同锁定未来电价，降低电价波动风险对企业生产成本的影响。
焦健建议，鼓励钢铁行业在加快电气化发展的同时，将节能减排及余热回收利用、新能源开发利用及绿电应用纳入企业低碳发展总体规划，利用屋顶、空地等空间因地制宜开发可再生能源，自发自用、就近消纳，开发绿色微电网，逐步替代钢铁企业原有的自备电厂，提高企业新能源使用比例，实现多能互补，为钢铁行业电气化发展提供更加清洁低碳的能源保障。
文丨本报记者 苏南
