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論鋼鐵產(chǎn)業(yè)降低碳源排放的路徑選擇

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論鋼鐵產(chǎn)業(yè)降低碳源排放的路徑選擇

河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展及碳排放現(xiàn)狀

河北省作為京畿大省,工業(yè)基礎(chǔ)雄厚。其中鋼鐵產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能連續(xù)多年居全國第一位。2012年一至三季度全省生鐵產(chǎn)量13054.493萬噸、粗鋼產(chǎn)量14127.40萬噸、鋼材產(chǎn)量16029.47萬噸,分別占全國的25.96%、26.04%與22.63%。鋼鐵產(chǎn)業(yè)增加值完成2887.95億元,占全省地區(qū)生產(chǎn)總值的14.71%,全省第一大支柱產(chǎn)業(yè)的地位進(jìn)一步穩(wěn)固。

與此同時(shí),河北省鋼鐵工業(yè)的能源消耗指標(biāo)從2010年來一直處于高位運(yùn)行態(tài)勢(shì),具體指標(biāo)見表2。從表2可以看出,2010年至2012年前3季度,河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)能源消耗總量呈緩慢增長態(tài)勢(shì),這與近三年來河北省鋼鐵產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)大有關(guān);噸鋼綜合煤耗呈緩慢下行態(tài)勢(shì)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,工業(yè)鍋爐燃燒一噸標(biāo)煤共產(chǎn)生2.62噸二氧化碳,基于上述數(shù)據(jù)與折算系數(shù)計(jì)算,2010至2012年前3季度,河北省全省鋼鐵行業(yè)噸鋼二氧化碳分別排放1.57噸、1.53噸、1.50噸,也呈緩慢下行趨勢(shì)。從工藝分解工序上看,鋼鐵產(chǎn)業(yè)能耗工序分為焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼五道工序,近年來工序分解能耗見表3按照可比碳源排放折算,鋼鐵產(chǎn)業(yè)碳源排放大戶煉鐵工藝二氧化碳排放2012年前三季度為1049.44噸。而在2004年日本鋼鐵企業(yè)在煉鐵工藝環(huán)節(jié)二氧化碳排放僅為966,78噸4,尚且領(lǐng)先我們7.87個(gè)百分點(diǎn),加之近十年來日本在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域持續(xù)高額投入,節(jié)能降碳技術(shù)發(fā)展迅速。

從國際國內(nèi)趨勢(shì)上看,自從1997年全球100多個(gè)國家為應(yīng)對(duì)全球變暖簽訂《京都議定書》以來,各國都在減少碳源排放,增加碳匯儲(chǔ)備方面投入巨資。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)顯示5,全球碳市場(chǎng)飛速發(fā)展,從2005年的100億美元增加至2009年的1437億美元。世界銀行2012年5月12日的碳現(xiàn)狀和趨勢(shì)報(bào)告表明,2011年全球碳交易額達(dá)1760億美元,比2010年漲11%,交易量103億噸,有超過10種不同的碳產(chǎn)品。EUETS交易額1478億美元,比2010年增142億美元,交易量79億噸,超過2010年的68億噸。預(yù)計(jì)2012年仍會(huì)保持高速增長態(tài)勢(shì)。從碳價(jià)格變動(dòng)上看,根據(jù)歐洲氣候交易所(ECX)推出的碳排放配額市場(chǎng)的期貨合約(EUA)與項(xiàng)目市場(chǎng)的sCER期貨價(jià)格的變動(dòng)趨勢(shì),每噸二氧化碳當(dāng)量?jī)r(jià)格經(jīng)歷了一段從急速上升到急速下降再到企穩(wěn)變化過程。每噸二氧化碳當(dāng)量不足10歐元增長到最高29.38歐元(2008年1月達(dá)到這個(gè)點(diǎn))。隨后由于金融危機(jī)影響,EUA的價(jià)格急速下跌到2009年3月份的7.5歐元,隨后逐步企穩(wěn)。2010年至2011年EUA期貨均價(jià)基本維持在18歐元/噸。

基于上述價(jià)格,按照可比匯率計(jì)算,河北省鋼鐵工業(yè)2012年當(dāng)期噸鋼碳排放外部性成本高達(dá)17歐元,折合人民幣136.05元。如果按照這一碳排放水平征收碳稅或者購買碳排放指標(biāo),河北省乃至全國鋼鐵行業(yè)將不堪重負(fù)。

鋼鐵產(chǎn)業(yè)降低碳源排放路徑選擇

(一)調(diào)整鋼鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu),削減生鐵粗鋼產(chǎn)能

根據(jù)河北省鋼鐵工業(yè)工藝能耗情況,2010、2011、2012年前三季度煉鐵工序能耗分別為409.87千克/噸,402.77千克/噸與400.55千克/噸,分別占到鋼鐵業(yè)噸鋼煤耗的68.59%、68.83%與69.56%。從數(shù)據(jù)上看,煉鐵工藝能耗下降水平遠(yuǎn)遜于焦化、燒結(jié)、轉(zhuǎn)爐、軋鋼工藝,在噸鋼綜合煤耗的占比反而呈上升趨勢(shì)。由此可見煉鐵工藝的節(jié)能減排潛力已非常有限。從價(jià)值構(gòu)成項(xiàng)來看,生鐵、粗鋼產(chǎn)值在整個(gè)鋼鐵行業(yè)中所占比重很低,產(chǎn)值利潤率趨近于0。從產(chǎn)品產(chǎn)量上看,2012年前3季度,生鐵粗鋼增長率僅為3.57%與3.82%,遠(yuǎn)低于鋼材的7.45%。從鋼鐵企業(yè)附加值產(chǎn)品構(gòu)成項(xiàng)上看,冷軋薄板、冷軋薄寬鋼帶、電工鋼板(帶)、鍍層板精品鋼材產(chǎn)品已成為鋼鐵企業(yè)利潤構(gòu)成的主項(xiàng)。從負(fù)外部性成本構(gòu)成來看,煉鐵工藝的負(fù)外部性已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其附加值。因此,筆者認(rèn)為,河北省鋼鐵企業(yè)應(yīng)逐步削減并淘汰生鐵、粗鋼產(chǎn)能,而將這一類產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到負(fù)外部性承受能力更高的地區(qū)。

(二)加大煉鋼裝備投入,降低單噸能耗

工藝技術(shù)裝備是鋼鐵產(chǎn)品提升競(jìng)爭(zhēng)力,節(jié)能降耗的重要基礎(chǔ)。有資料顯示,煉鐵高爐爐體容量越大,單位煉鐵成本越低。1000m3高爐相比400m3噸鋼綜合煤耗降低80%,噸鐵焦耗降低60%。具體而言就是盡力提高高爐轉(zhuǎn)爐容量,減少并逐步取消400m3以下高爐和100噸以下轉(zhuǎn)爐和電爐,努力使各企業(yè)工藝技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)大型化、現(xiàn)代化。

(三)采用優(yōu)質(zhì)能源,降低碳源排放

鋼鐵企業(yè)在采用大型高爐的同時(shí),提高精質(zhì)能源比例是其關(guān)鍵。具體而言就是提高噴煤比,降低爐焦比。伴隨著高爐大型化的進(jìn)一步發(fā)展,有資料6預(yù)測(cè)在2015年前我國入爐焦比有望下降到350千克/噸,噴煤比增加至200千克/噸。按照可比碳源排放計(jì)算,噸鋼二氧化碳排放量能同比下降5.5%,鋼鐵產(chǎn)業(yè)碳源排放形勢(shì)將進(jìn)一步好轉(zhuǎn)。從成本考慮,高爐噴煤的采用可進(jìn)一步降低生鐵成本,減少焦炭使用量,間接降低能耗。具體降低成本見式一:J=M(Px*R-Pm)/1000(式一)目前按照噴煤量100kg/t計(jì)算,置換比全國平均水平大約為0.8,據(jù)此計(jì)算焦化環(huán)節(jié)可節(jié)煤21.14kg/t,生鐵可降低成本42元??梢詫?shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益雙贏。

(四)建立碳匯儲(chǔ)備,平衡碳源排放

降低空氣中的二氧化碳等溫室氣體含量,除了采取降低能耗、提高能效、使用清潔能源等減排措施外,還可以考慮發(fā)展碳匯林業(yè)。森林通過光合作用,把大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳水化合物,并以生物量的形式固定貯存下來,這個(gè)過程國際上稱之為碳匯。各鋼鐵企業(yè)也應(yīng)該考慮根據(jù)實(shí)際建立自己的碳匯儲(chǔ)備體系,通過在荒山上植樹造林建立自己的碳匯儲(chǔ)備,以便應(yīng)對(duì)“低碳時(shí)代”帶來的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。我國目前采用的森林碳儲(chǔ)量公式見式二:Cz=∑Vi*Di/Ri*Cci(式二)其中C為碳匯量,V為某一森林類型的森林蓄積量,D是樹干密度,R是樹干生物量占喬木層生物量的比例,Ci是植物中的含碳率,Tc是碳元素分子質(zhì)量在CO2分子質(zhì)量中所占的比例,i為樹種。目前經(jīng)過查核計(jì)算,森林每生長出1立方米的蓄積量,平均要吸收1.83噸二氧化碳,釋放出1.62噸氧氣。單位面積森林吸收固定二氧化碳的能力達(dá)到每公頃150.47噸。從一定意義上講,森林具有以最低成本實(shí)現(xiàn)最大固碳效益的特性,是未來各排放企業(yè)實(shí)現(xiàn)低成本碳源平衡的最優(yōu)選擇。

結(jié)語

發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì),降低碳源排放,是未來世界發(fā)展的潮流,對(duì)我國未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將形成深遠(yuǎn)影響,鋼鐵工業(yè)作為碳源排放大戶在未來的調(diào)整中必然首當(dāng)其沖。基于此,筆者通過對(duì)其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與工藝排放的研究,提出了諸如調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),改善裝備工藝,采用優(yōu)質(zhì)能源與建立碳匯儲(chǔ)備等建議。其中調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與建立碳匯儲(chǔ)備兩點(diǎn)的意義將更為深遠(yuǎn),希望能在今后的研究與應(yīng)用領(lǐng)域引加以深入并引起相關(guān)決策者的高度重視。(本文作者:葉旭挺 單位:北京交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院)

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