钢铁企业碳排放核算、减碳目标设定及技术路径安排

摘 要

本文首先探讨钢铁生产企业和钢铁生产工序的核算边界、核算方法和排放因子选择原则，然后基于1.5°C情景和2°C情景，在全球碳预算约束下，介绍钢铁企业设定近期和远期科学碳目标的标准和方法，最后分析国内外钢铁行业实现“双碳”的技术路线并提出政策建议。

正 文

中国钢铁产量约占全球产量54%，钢铁行业碳排放约占中国碳排放总量15%，面临巨大的减排压力。《钢铁行业节能降碳专项行动计划》明确，到2025年末，吨钢综合能耗较2023年降低2%以上，2024-2025年钢铁行业需减排二氧化碳约5300万吨，约占钢铁行业排放量3.4%。中国钢铁行业力争实现“3060”碳达峰碳中和目标，绿色低碳转型需要投入大量资金，绿色金融和转型金融是引导金融资源流向绿色低碳领域的桥梁。如何完善钢铁企业碳排放核算、设立科学减碳目标以及采纳合理减碳技术路径是获得转型金融支持的核心问题。

一、碳排放核算

碳排放核算维护多层次碳市场体系的公平性和稳定性，为绿色低碳转型提供数据支撑和决策依据，是中国实现“双碳”目标的基础。《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》《加快构建碳排放双控制度体系工作方案》《关于进一步强化碳达峰碳中和标准计量体系建设行动方案（2024—2025年）》等国家政策均要求加快建立统一规范的碳排放统计核算体系。

2023年10月，生态环境部办公厅颁布关于《做好2023—2025年部分重点行业企业温室气体排放报告与核查工作》的通知，将钢铁、石化、化工等7类重点行业，年度温室气体排放量达2.6万吨二氧化碳当量（综合能源消费量约1万吨标准煤）及以上的重点企业纳入温室气体排放报告与核查工作范围。其中，附件4《企业温室气体排放核算与报告填报说明钢铁生产》（以下简称《钢铁核算说明》）明确主营业务为钢铁生产（炼钢、炼铁和钢压延加工）的重点排放单位企业层级和工序的温室气体排放核算边界和排放源确定、核算要求、排放量计算、生产数据核算、数据质量管理、定期报告等要求。

（一）核算边界

钢铁生产企业温室气体排放核算边界包括企业层级排放核算和钢铁生产工序排放核算。企业层级以企业法人或视同法人的独立核算单位为边界，核算主要生产系统和辅助生产系统产生的温室气体排放，辅助生产系统包括主要生产管理和调度指挥系统、动力、供水、机修、库房、化验、计量、水处理、运输和环保设施等。主要用于办公生活目的的部门、单位和设施等附属生产系统不纳入核算范围。

钢铁生产工序温室气体排放核算边界为焦化工序、烧结工序、球团工序、高炉炼铁工序、转炉炼钢工序（不包括精炼、连铸（浇铸）、精整）、电炉炼钢工序（不包括精炼、连铸（浇铸）、精整）、精炼工序、连铸工序、钢压延加工工序、石灰工序。

图1 钢铁生产温室气体排放核算边界

（二）核算方法

企业层级二氧化碳排放总量包括钢铁生产核算边界内的二氧化碳排放量、纳入全国碳排放权交易市场的发电设施二氧化碳排放量和其他非钢铁生产的温室气体排放量，后两者在本文中不做重点分析。钢铁生产核算边界内的排放源为化石燃料燃烧、工业生产过程、净购入使用电力、净购入使用热力产生的二氧化碳排放，并减去固碳产品隐含的二氧化碳排放。其中，工业生产过程温室气体排放是指原材料在工业生产过程中除燃料燃烧之外的物理或化学变化造成的温室气体排放，包括溶剂消耗、电极消耗和外购生铁等含碳原料消耗产生的二氧化碳排放。固碳产品隐含的二氧化碳排放是指固化在粗钢、甲醇等外销产品中的碳所对应产生的二氧化碳排放。

化石燃料燃烧温室气体排放核算为不同碳元素实测方式提供计算标准，对开展元素碳实测的钢铁企业，采用化石燃料净购入使用量*元素碳含量*化石燃料的碳氧化率*二氧化碳与碳的相对分子质量之比的方式计算碳排放；对于开展固体燃料元素碳实测的钢铁企业，测算去除水分情况下的固体燃料元素碳含量；对于未开展元素碳实测或实测不符合要求的钢铁企业，使用化石燃料低位发热量*化石燃料单位热值含碳量的方式测算化石燃料的元素含碳量。单位热值含碳量、碳氧化率可使用缺省值。

工业生产过程、净购入使用电力、净购入使用热力产生的二氧化碳排放，以及固碳产品隐含的二氧化碳排放均使用净购入使用量*对应的二氧化碳排放因子的方式核算，排放因子可使用缺省值，宜采用生态环境部最新发布的数值。

钢铁生产工序排放源包括化石燃料燃烧、消耗电力和消耗热力产生的二氧化碳排放。钢铁生产工序温室气体排放核算方式与企业层级温室气体排放核算相似，不再赘述。

（三）排放因子选择

排放因子（EF）是单位活动水平所产生的温室气体排放量。《钢铁核算说明》附录给出23种常用化石燃料相关排放因子缺省值，数据取值来源为《中国能源统计年鉴2021》《省级温室气体清单编制指南（试行）》《2006年IPCC国家温室气体清单指南》《中国温室气体清单研究》和GB/T2589《综合能耗计算通则》；同时，明确给出热力排放因子、8种工业过程排放因子缺省值和2种固碳产品排放因子缺省值，但并未披露数据来源；电网购入电力和自备电厂供电对应的排放因子采用生态环境部网站发布的全国电网平均排放因子。

由于经济发展与产业结构、能源使用与技术水平差异，排放因子存在本地化需求，排放因子的选择会影响钢铁企业温室气体核算最终结果。

《2023、2024年度全国碳排放权交易发电行业配额总量和分配方案》提出“重点排放单位因使用电力产生的二氧化碳间接排放不再纳入全国碳排放权交易市场管理范围”。《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）》进一步明确“水泥、钢铁、电解铝行业管控化石燃料燃烧、工业过程等产生的直接排放”。这意味着，间接排放不再被纳入温室气体排放核算范围，以往“绿电直供”和绿电、绿证相结合抵扣温室气体排放模式不再适用，全国电网平均排放因子或有所提高。

2024年4月12日，生态环境部、国家统计局发布《2021年电力二氧化碳排放因子》的公告，首次提出三种口径的电力二氧化碳排放因子，其中，全国电力平均二氧化碳排放因子为0.5568kgCO2/kWh，全国电力平均二氧化碳排放因子（不包括市场化交易的非化石能源电量）为0.5942kgCO2/kWh，全国化石能源电力二氧化碳排放因子为0.8426kgCO2/kWh。在不考虑非化石能源交易的情况下，二氧化碳排放因子明显上升。

未来，钢铁企业温室气体排放水平将上升，在全国碳配额逐年下降和欧盟碳边境调节机制（CBAM）过渡期临近尾声的背景下，钢铁企业环境成本压力明显增长。

二、减碳目标设定

在碳排放核算的基础上，钢铁企业设定减碳目标有助于积极应对气候变化带来的机遇和挑战。设定减碳目标是转型金融框架的重要组成，对于促进钢铁企业转型有重要意义。钢铁企业制定碳目标应遵循《巴黎协定》或联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）提出的要求，即将全球温升控制在2°C或1.5°C以内的减排目标。

（一）SBTi简介

全球主流的设定减碳目标的标准包括科学碳目标倡议（Science Based Target initiative，SBTi）、评估低碳转型倡议（Assessing Low-Carbon Transition Initiative，ACT）和转型路径倡议（Transition Pathway Initiative，TPI）。其中，ACT和TPI在评定企业碳绩效时使用的方法均参照SBTi行业强度情景。

SBTi是由碳信息披露项目（CDP）、世界资源研究所（WRI）、世界自然基金会（WWF）和联合国全球契约组织（UNGC）联合发起的全球倡议。2023年末，全球4205家公司和金融机构通过SBTi认证，呈大幅增长趋势，经过科学碳目标验证或承诺的公司市值为45.97万亿美元，市值渗透率为39%。其中，前五大行业为服务业、制造业、食品包装和农业、基础设施、材料行业，企业数量占比为79.93%。下文主要分析SBTi设定方法。

（二）设定方法

设定科学碳目标的步骤包括取得高级管理层的承诺、确定目标类型、确定目标边界、选择目标基准年（不早于2015年）、设定目标承诺期长度、确定温室气体低销量或信用额度的使用、制定目标重复计算政策、确定目标水平、跟踪与报告进度。

科学碳目标参照IPCC和国际能源署减排路径，设定科学碳目标需考虑碳预算、不同排放情景以及分配方式。国际能源署在2014年发布的《能源技术展望》报告中指出，基于2°C情景，到2050年估计的总体碳预算为1055Gt（包括范围一、范围二和范围三温室气体排放）。在特定行业强度趋势法（物理强度趋同法或SDA）分配方式下，2011-2050年钢铁行业的累计温室气体排放预算为112Gt，占全球碳预算的10.62%。

对于范围一和范围二温室气体排放，钢铁企业可使用SDA或绝对减排法（绝对收缩法）设定科学碳目标。SDA认为，钢铁行业的碳排放强度随着废钢使用比例的提升呈下降趋势，碳排放总量需考虑钢铁需求增长。钢铁企业的碳排放强度应处于100%铁矿石和100%废钢冶炼产生的温室气体排放强度区间之内。SBTi的钢铁行业SDA方法使得行业内所有企业的排放强度在2050年趋同至0.11tCO2/t。绝对减排法基于企业年度排放总量，近期科学碳目标最小减排量按线性减排量计算，长期科学碳目标最小减排量按总量计算，以2020年为基准年，钢铁行业减排总量需达到91%。

对于范围三温室气体排放，钢铁企业可使用物理强度降低法或经济强度降低法规划降碳目标。物理强度降低法基于产量，经济强度降低法基于单位增加值，均要求近期目标最小减排量为同比减排7%，长期目标最小减排量为基准年总体排放量的97%。此外，钢铁企业还可使用参与目标法确定近期目标，在远低于2°C的情境下，钢铁企业的年度线性减排率为2.5%至4.2%；在1.5°C的情境下，钢铁企业的年度线性减排率需大于4.2%。钢铁企业需管理价值链碳排放以实现范围三温室气体减排目标。钢铁企业可通过供应商评估与选择机制、优化物流仓储布局及推动绿色物流、建立联合低碳研发投资体系等鼓励供应商明确减排目标和落实减排举措。

三、技术路径安排

全球主要钢铁国家均倡导循环经济，积极发展零排放炼钢和全生命周期超低排放炼钢技术，鼓励氢基冶炼和使用绿色能源的电还原方法炼钢；提高材料效率，优化工艺流程，加强钢铁（如废钢）及其副产品回收利用，提高资源效率，推动实现绿色低碳和可持续发展的钢铁产业。

中国是全球最大的钢铁生产和消费国，炼钢工艺以高炉-转炉长流程为主，近年来，中国钢铁行业持续淘汰落后产能，进行超低排放改造，推动智能化数字化和绿色低碳冶金。中钢协印发的《中国钢铁工业“双碳”愿景及技术路线图》（以下简称《路线图》）明确，钢铁行业2030年实现碳达峰，2040年、2050年、2060年二氧化碳排放分别较2020年降低40%、85%和95%，并最终借助碳汇与社会力量实现碳中和。《路线图》提出系统能效提升、资源循环利用、流程优化创新、冶炼工艺突破、产品迭代升级、捕集封存利用六大“双碳”技术路径，并根据各技术成熟度、成本效益给出重点发展阶段以及减排效益。

图2 中国钢铁工业低碳技术路径

此外，部分省市结合国内钢铁行业转型现状和资源禀赋，出台转型金融标准，指导区域内钢铁企业转型工作。《湖州市转型金融支持活动目录（2023年版试行）》和《重庆市转型金融支持项目目录》明确企业层级降碳路径，前者包括产业结构调整与集聚、循环经济和固碳负碳类技术、用能结构、用能装备电气化水平及改造升级、工艺流程优化、节能管理、数字化转型、基础设施设备的绿色化建设购置和升级；后者提出废钢资源回收利用、循环经济低碳改造、钢铁行业技术改造、能量系统优化、余热余能以及综合利用和能效管理智能化。《上海市转型金融目录（试行）》从钢铁工序的角度提出炼焦、烧结、球团、高炉、转炉、电弧炉冶炼、轧钢工序的降碳路径，主要包括极致能效、技术工艺提升、资源循环利用、公辅和通用设施改造、管理智能化、流程优化创新、碳捕集利用与封存。《河北省钢铁行业转型金融工作指引（2023-2024年版）》结合企业层级和钢铁工序减碳路径，其中，重点工序节能提效技术与《上海市转型金融目录（试行）》相似，提出炼铁和炼钢各项工序的减排技术；此外，还从企业层级提出余热余压回收利用、能源公辅、固废资源综合利用、水污染治理、大气污染治理、智慧化、可再生能源发电、流程优化及其他减碳降污技术路径。

整体来看，中国钢铁行业确立“双碳”目标及时间表，各地区亦因地制宜制定转型技术路径。地方转型金融标准发布时间相对较早，部分转型路径与温室气体排放核算边界有所差异。例如，所有地方转型标准均未包括石灰工序的降碳路径，河北、湖州和重庆三地转型标准均将可再生能源发电作为减排路径，湖州转型金融标准将办公楼和厂房、绿色数据中心、铁路专运线和水运码头等附属生产设施绿色化建设购置和升级改造作为降碳路径之一。未来，预计地方转型金融标准将参照碳市场核算标准修订，避免监管套利，提升监管能效。

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