論鋼鐵產(chǎn)業(yè)降低碳源排放的路徑選擇
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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)的地位進一步穩(wěn)固。
與此同時，河北省鋼鐵工業(yè)的能源消耗指標從2010年來一直處于高位運行態(tài)勢，具體指標見表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，這與近三年來河北省鋼鐵產(chǎn)能持續(xù)擴大有關(guān)；噸鋼綜合煤耗呈緩慢下行態(tài)勢。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)表明，工業(yè)鍋爐燃燒一噸標煤共產(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。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，尚且領先我們7.87個百分點，加之近十年來日本在節(jié)能環(huán)保領域持續(xù)高額投入，節(jié)能降碳技術(shù)發(fā)展迅速。
從國際國內(nèi)趨勢上看，自從1997年全球100多個國家為應對全球變暖簽訂《京都議定書》以來，各國都在減少碳源排放，增加碳匯儲備方面投入巨資。據(jù)相關(guān)文獻顯示5，全球碳市場飛速發(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)狀和趨勢報告表明，2011年全球碳交易額達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。預計2012年仍會保持高速增長態(tài)勢。從碳價格變動上看，根據(jù)歐洲氣候交易所（ECX）推出的碳排放配額市場的期貨合約（EUA）與項目市場的sCER期貨價格的變動趨勢，每噸二氧化碳當量價格經(jīng)歷了一段從急速上升到急速下降再到企穩(wěn)變化過程。每噸二氧化碳當量不足10歐元增長到最高29.38歐元（2008年1月達到這個點）。隨后由于金融危機影響，EUA的價格急速下跌到2009年3月份的7.5歐元，隨后逐步企穩(wěn)。2010年至2011年EUA期貨均價基本維持在18歐元/噸。
基于上述價格，按照可比匯率計算，河北省鋼鐵工業(yè)2012年當期噸鋼碳排放外部性成本高達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，河北省乃至全國鋼鐵行業(yè)將不堪重負。
（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。由此可見煉鐵工藝的節(jié)能減排潛力已非常有限。從價值構(gòu)成項來看，生鐵、粗鋼產(chǎn)值在整個鋼鐵行業(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%，遠低于鋼材的7.45%。從鋼鐵企業(yè)附加值產(chǎn)品構(gòu)成項上看，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。從負外部性成本構(gòu)成來看，煉鐵工藝的負外部性已遠遠高于其附加值。因此，筆者認為，河北省鋼鐵企業(yè)應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)品提升競爭力，節(jié)能降耗的重要基礎。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，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一步發(fā)展，有資料6預測在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)碳源排放形勢將進一步好轉(zhuǎn)。從成本考慮，高爐噴煤的采用可進一步降低生鐵成本，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計算，置換比全國平均水平大約為0.8，據(jù)此計算焦化環(huán)節(jié)可節(jié)煤21.14kg/t，生鐵可降低成本42元?？梢詫崿F(xiàn)經(jīng)濟、生態(tài)效益雙贏。
（四）建立碳匯儲備，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，這個過程國際上稱之為碳匯。各鋼鐵企業(yè)也應該考慮根據(jù)實際建立自己的碳匯儲備體系，通過在荒山上植樹造林建立自己的碳匯儲備，以便應對“低碳時代”帶來的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。我國目前采用的森林碳儲量公式見式二：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到每公頃150.47噸。從一定意義上講，森林具有以最低成本實現(xiàn)最大固碳效益的特性，是未來各排放企業(yè)實現(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，降低碳源排放，是未來世界發(fā)展的潮流，對我國未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將形成深遠影響，鋼鐵工業(yè)作為碳源排放大戶在未來的調(diào)整中必然首當其沖?；诖耍P者通過對其產(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)能源與建立碳匯儲備等建議。其中調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與建立碳匯儲備兩點的意義將更為深遠，希望能在今后的研究與應用領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：北京交通大學經(jīng)濟管理學院）