昨天和大家分享了碳計量系列的第七部分：發(fā)電行業(yè)案例


今天和大家分享第八部分：鋼鐵生產行業(yè)案例

1、計量規(guī)則

2、碳排放計算實例

3、碳排放實例結果分析

4、碳減排技術路徑

5、鋼鐵行業(yè)格局新發(fā)展路徑

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鋼鐵生產行業(yè)作為中國經濟社會發(fā)展第一大支柱產業(yè)，在我國經濟發(fā)展各個時期起到至關重要的作用。近年隨著國家高質量轉型發(fā)展的需求以及“3060 碳目標”的規(guī)劃，把握鋼鐵生產行業(yè)發(fā)展新機遇，是“內促高質量發(fā)展、外樹負責任形象”的主動抉擇，將進一步促進能源結構轉型。


1、計量規(guī)則


根據(jù)鋼鐵行業(yè)碳排放計算公式（E=E燃燒+E過程+E電和熱-R固碳）可得，企業(yè)碳排放量等于化石燃料燃燒活動產生的 CO2 排放量+生產過程中產生的 CO2+凈購入電力和凈購入熱力產生的 CO2 排放量+企業(yè)固碳產品隱含的 CO2 排放量。其中，燃料燃燒活動產生的 CO2 排放量是企業(yè)核算和報告期內各種燃料燃燒產生的 CO2 排放量的加總。


2、碳排放計算實例?


鋼鐵生產企業(yè)以華菱鋼鐵 CSR 報告等公開披露數(shù)據(jù)為例，計算華菱鋼鐵 2020 全年 CO2 排放量，如下表：


根據(jù)計算得出華菱鋼鐵 2020 年全年 CO2 排放量為 6263.7319 噸，企業(yè)公開披露的二氧 化碳排放總量，如下表：


對于華菱鋼鐵 2020 年碳排放總量，對比基于公開披露數(shù)據(jù)采用鋼鐵生產企業(yè)指南結果與企業(yè)公開披露的碳排放總量：


1）在華菱鋼鐵的 CO2 排放量計算中，一是考慮目前國內鋼鐵冶煉技術現(xiàn)狀中高爐比例占 90%左右，且溶劑在噸鋼煉制用料較少，計算中忽略 E 過程中溶劑、電極產生的排放；二 是因國內大型鋼鐵企業(yè)固碳產品一般用于投入再冶煉而非出售，計算中忽略 E 固碳因素。


2）通過計算結果與企業(yè)公開披露值差異比對，主要數(shù)據(jù)差異原因：


一是本報告在 E 燃燒中三類煤氣數(shù)據(jù)參照企業(yè)最新公布的2019年公開數(shù)據(jù)，隨著企業(yè)本身碳減排進程，企業(yè)2020 年實際煤氣燃料排放數(shù)據(jù)應小于計算所參考的 2019 排放數(shù)據(jù)。


二是本報告在無煙煤、煙 煤、焦炭消耗量數(shù)據(jù)采用的是企業(yè)公開披露 2020 年采購量，考慮到原材料采購日常備貨需求，此三項真實消耗量應小于用于計算的采購量。


三是本報告計算采用的排放因子等計算參數(shù)按照鋼鐵生產企業(yè)指南標準，企業(yè)公開披露的 CO2 排放量采用發(fā)達國家排放因子等計算參數(shù)，因排放因子等參數(shù)對計算結果乘積放大效應很強，故計算結果與企業(yè)公開披 露值差異在合理范圍內。


基于以上三項誤差因素分析，計算結果與企業(yè)公開披露排放量基本可對應。從計算過程可以看出鋼鐵生產企業(yè)主要二氧化碳排放量由煤、焦炭與煤氣造成，下一步應從源頭改善需要以實際供需進行適度生產、控制產出，并不斷改良現(xiàn)有技術手段遏制新氣體的增加。


3、碳排放實例結果分析


鋼鐵企業(yè)主要排放源來自燃料燃燒產生的二氧化碳，而現(xiàn)階段主要以控制新增產能及新技術應用減少企業(yè)二氧化碳的產生，上述兩種路徑的應用對企業(yè)營收、能源結構性變化有著不同影響。


仍以華菱企業(yè)為例，假設通過減少產能控制二氧化碳的產生，設置 3 個不同場景，分別為 30%/50%/70%的減碳量由減少產量實現(xiàn)，測算在 2020 年排放量下降 15%/30%/50%時的營收情況，如下：


單純通過減產控制碳排放，會直接影響企業(yè)營收，而測算進一步證明不能簡單將“碳中和” 與“快速壓減鋼鐵供給”直接掛鉤。


“碳中和”仍是延續(xù)供給側改革后形成的“打破上游壟斷格局、供給有序匹配需求、價格相對穩(wěn)定”的政策思路，因此，降低二氧化碳排放并非單純依靠限制鋼鐵產品供給，更多是在滿足行業(yè)供需大格局穩(wěn)定背景下，通過發(fā)展其它新能源方式或新技術替代以降低產業(yè)排放量或鋼鐵需求。?


4、碳減排技術路徑?


國內制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、技術進步手段以發(fā)達國家標準，是擺脫產能盲目性擴張、生產資料合理應用的有效手段，隨著“3060”政策的要求，圍繞鋼鐵行業(yè)的新技術研發(fā)迫在眉睫， 具體如下：?


（1）電爐技術取代傳統(tǒng)高爐技術是目前最成熟、最經濟的技術路徑 電爐技術（以下簡稱“電爐”）取代傳統(tǒng)高爐技術（以下簡稱“高爐”）目前是最成熟、最經濟的減碳技術路徑，但電爐比例上限受廢鋼原料限制。


當前鋼鐵行業(yè)已有成熟的低碳排放技術路線，即短流程電弧爐煉鋼，電爐鋼的核心原理是利用電爐將廢鋼融化后重新冶煉 為鋼材。2019 年高爐噸鋼釋放二氧化碳為 1.68 噸，電爐噸鋼釋放二氧化碳僅為 0.39 噸， 約為高爐的 23.2%，故此技術將成為行業(yè)走向綠色制造的必經之路。


國內 2019 年電爐鋼 產量約占總產量的 10%，而歐、美等國家占比達到 60%左右，由此可見，國內電爐鋼比例仍存在較大的提升空間。隨著廢鋼資源的逐漸豐富，到 2030 年國內電爐鋼產量占比有望增長至 30%；2060 年，該比例將擴大至 60%，逐漸接近歐美國家當前的水平。


此外，“高爐轉電爐”也有助于國內逐漸降低對進口焦煤、鐵礦石的依賴，對中國重要工業(yè)行業(yè)原料保供安全具備重大意義。


國內當前煉鋼原料對外依賴程度較高，主要體現(xiàn)為：


①焦煤：25%從澳大利亞進口。


②鐵礦石：進口依賴度 80%+，其中約 64%從澳大利亞進口。


在廢鋼供需改善、環(huán)保經濟效應顯現(xiàn)、政策持續(xù)傾斜等利好電爐鋼發(fā)展條件推動下， 高爐轉電爐的進程加快，我們預測到 2030 年、2060 年，中國焦煤和鐵礦石的需求量將分 別下降 60%，70%，基本擺脫對進口原料的依賴。


（2）高爐氫能冶金，能夠大幅降低高爐噸鋼鐵碳排放，尚不具備大規(guī)模應用基礎 氫能冶金能有效減少二氧化碳排放，根據(jù)全球領先鋼企氫冶金技術進展，最多可減少高爐 80%以上的二氧化碳排放量，同時加快反應速度。


氫作為清潔能源，不僅能在交通領域廣泛應用，還能夠作為優(yōu)秀的還原劑和高品質能源應用于鋼鐵行業(yè)。氫冶金就是氫代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石燃料，不僅能增加反應速度，還可以減少二氧化碳的排放量，世界各國從清潔能源替代性角度出發(fā)，正對氫能冶金方面積極探索。


例如：德國鋼鐵生產商蒂森克虜伯正式啟動氫能冶金項目，為全球范圍內鋼鐵公司第一次在煉鋼工藝中使用氫能代替煤炭，歐洲開展 H2FUTURE 項目，旨在通過可再生能源發(fā)電產生綠氫。


另一方面，氫能冶金技術目前仍缺乏大規(guī)模商用條件，氫能冶金技術的發(fā)展面對的難題主要在于兩點：


一是氫冶金爐溫較高，溫度難以控制，對冶煉技術要求更高，相對難以推廣。


二是氫難以完全替代焦炭與鐵礦石進行反應且成本昂貴，較碳捕捉可能不具備優(yōu)勢。


根據(jù)奧鋼聯(lián)（奧地利鋼鐵企業(yè)， 為全國最大廢氣排放者，二氧化碳排放占行業(yè)的 10%）數(shù)據(jù)，其氫能開發(fā)項目處于試點當中，具體實現(xiàn)氫能制鋼至少要等到 2035 年以后。


5、鋼鐵行業(yè)格局新發(fā)展路徑?


（1）碳中和背景下，電爐技術有望快速發(fā)展電弧爐有望加速發(fā)展，或不再是行業(yè)“邊緣供給”。


碳中和背景下，電弧爐有望迎來加速發(fā)展的機遇。


一方面是短流程電弧爐煉鋼技術是目前最成熟、經濟的碳減排技術路徑。2019 年高爐噸鋼釋放二氧化碳約為高爐的 23.2%，減排效果卓越，是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳中和的必經之路。


另一方面是高爐環(huán)保成本的持續(xù)攀升或使電爐不再是行業(yè)“邊緣供給”,高爐產能 有望向電爐加速轉化。


碳中和背景下，引導機制的引入將使長流程鋼企的環(huán)保成本提升，而電爐的主要原料廢鋼的價格有望隨著廢鋼資源的豐富逐漸下行，長短流程鋼企成本曲線 所處的位置將發(fā)生扭轉，電爐產能有望成為具備成本優(yōu)勢的鋼鐵供給，加速提升長流程鋼企轉型電弧爐煉鋼的趨勢。


目前 2019 年我國電爐鋼產量約占總產量的 10%，而海外歐、 美等發(fā)達國家占比達到 40%以上，為了著手于降低整體碳排放量，在“碳中和”背景下我國電弧爐將迎來加速發(fā)展的機遇。


（2）鋼鐵行業(yè)優(yōu)勝劣汰、集中度提升的趨勢有望加速 優(yōu)勝劣汰，未來鋼鐵行業(yè)加速走向集中，龍頭鋼企強者恒強。


目前中國七大碳市場平均噸碳價格超過 24 元，對于成本曲線較高的鋼企而言是難以忽視的負擔，且隨著更多行業(yè)逐漸被納入碳交易市場，碳交易價格將面臨再平衡。


一方面未來節(jié)能減排能力差、效率低下的鋼廠可能面臨高昂環(huán)保成本及產量極大約束的雙重打擊，且難以通過大額的資本開支升 級環(huán)保設備，或將逐漸退出市場。另一方面實力雄厚的龍頭鋼企則憑借自身成本及綠色制造優(yōu)勢不斷擴張市場份額，持續(xù)提升自身行業(yè)定價權及上下游議價權，盈利能力將進一步提升。


展望國內鋼企發(fā)展路線，將呈現(xiàn)非線性（凸性）發(fā)展態(tài)勢。


首先，年初發(fā)改委與工信部在部署 2021 年工作時，要求將“堅決壓縮粗鋼產量，確保粗鋼產量同比下降”列為 2021 年能源工作首要目標，導致市場對相關行業(yè)供給側或快壓減的擔憂。在環(huán)保督察趨嚴背景下，重要的鋼鐵生產基地唐山更是提出了嚴格的限產計劃，這一系列現(xiàn)象短期內助推了鋼鐵價格上漲。


其次，鋼鐵等高排放行業(yè)在政策要求下或以減產或技術革新等方式控制產能排放。


具體看，減產將在一定時期對企業(yè)營收造成影響，而引入新技術設備則會增加企業(yè)生產成本，壓縮利潤空間。因此，第一階段后企業(yè)營收會呈現(xiàn)階段性下階趨勢。


長期來看， 鋼鐵產業(yè)結構的調整和升級，將完成傳統(tǒng)模式向現(xiàn)代模式轉變。龍頭企業(yè)更是可通過兼并重組方式，提高產業(yè)集中度，通過建立統(tǒng)一生產機制，降低生產成本，提高核心競爭力。未來行業(yè)頭部聚攏效應將更加明顯，企業(yè)估值也隨著生產格局的改善及能源結構調整進一步提高，長期視角持續(xù)關注頭部鋼鐵企業(yè)，在政策大背景邏輯下伴隨企業(yè)發(fā)展挖掘投資新機遇。


碳計量系列的第八部分的內容就分享到這里，明天和大家分享第九部分的內容：鋼鐵生產行業(yè)案例。