實現碳達峰、碳中和（簡稱“雙碳”）目標是我國做出的重大戰(zhàn)略決策，黨中央、國務院高度重視鋼鐵行業(yè)“雙碳”工作。電爐短流程煉鋼具有投資省、建設周期短、生產組織靈活、環(huán)保減排和節(jié)能降碳效果明顯等優(yōu)勢。目前，行業(yè)的認識逐漸清晰，認為發(fā)展短流程煉鋼是實現低碳綠色發(fā)展的必然趨勢，鋼鐵行業(yè)在實現“雙碳”目標過程中，高爐－轉爐和電爐在上下半場的角色和降碳貢獻不同，上半場碳排放總量降低重點要依靠長流程，下半場碳中和這場大劇還得靠短流程來“收場”。在碳減排逐漸成為世界鋼鐵發(fā)展主要驅動因素的背景下，“綠色鋼鐵革命”正在將世界鋼鐵技術創(chuàng)新和產業(yè)變革的演進趨勢推向新的高度。近日，中央全面深化改革委員會第二次會議審議通過了《關于推動能耗雙控逐步轉向碳排放雙控的意見》，要求統籌做好發(fā)展和減排的關系。我國鋼鐵工業(yè)不僅面臨著自身低碳發(fā)展的重大難題，更面臨著國內外下游用戶對鋼鐵產品碳足跡、綠色低碳工藝持續(xù)增長的高度關注以及對低碳排放鋼的迫切需求。

　　為全面評估我國電爐短流程煉鋼發(fā)展現狀和存在的問題，分析發(fā)展趨勢、方向和路徑，中國鋼鐵工業(yè)協會組織行業(yè)力量開展了專題研究，并按照“努力將會員企業(yè)的訴求轉化為行業(yè)專業(yè)意見，將行業(yè)專業(yè)意見轉化為政府的政策選項”的要求，為推進我國電爐短流程煉鋼綠色低碳和高質量發(fā)展提出有關政策建議。

　　本報告分上、中、下篇在《中國冶金報》連續(xù)刊登，以供讀者參考。其中，上篇主要論述國內外電爐短流程煉鋼發(fā)展的現狀趨勢、政策環(huán)境以及競爭力狀況。

　　進入21世紀以來，全球鋼鐵行業(yè)呈現波動上漲的迅猛發(fā)展態(tài)勢。未來，印度、東南亞、非洲等“一帶一路”沿線國家和地區(qū)經濟發(fā)展?jié)摿^大，或將成為世界鋼鐵消費增長的主要驅動力。雖然世界不同國家對鋼鐵工業(yè)發(fā)展實施差異性較大的產業(yè)政策，但鋼鐵作為支柱產業(yè)的地位沒有改變，世界鋼鐵生產消費中心由發(fā)達國家向發(fā)展中國家轉移的趨勢沒有改變。經研究預測，2025年世界鋼材需求量約為19億噸，2030年約為20億噸。我國擁有世界上最大的內需市場和最完整的產業(yè)體系，預計“十四五”中后期國內鋼材需求仍將維持高位，未來總體將呈現下降趨勢。

　　19世紀80年代常用的電爐已有雛形，歐洲在20世紀90年代興起了電爐短流程煉鋼發(fā)展的高潮，世界電爐鋼產量占比在2000年達到35%左右的峰值水平，此后總體呈下降趨勢，在25%~30%區(qū)間內波動，2022年為28.2%。美國作為發(fā)展電爐短流程煉鋼的典型代表，電爐鋼產量占比達到69%，產品大部分為棒線材和型材，板材占比只有約25%；美國近年來正在大舉投資電爐煉鋼項目，預計2024年底煉鋼產能將增加1070萬噸，其中主要為電爐產能。歐洲、土耳其等地也將電爐短流程煉鋼作為發(fā)展重點，日本正致力于研究大容積電爐冶煉高品質鋼。據世界鋼鐵協會數據，2022年全球平均電爐鋼產量占比為28.2%，美國、印度、韓國、日本、德國等主要產鋼國分別為69.0%、54.2%、31.5%、26.7%、19.8%。據不完全統計，2020年—2022年3年中，國外已新建投產電爐40座，總產能約3900萬噸（見圖1）。

圖1 2001—2022年世界主要產鋼國電爐鋼產量占比的變化

　　我國電爐短流程煉鋼真正意義上是從20世紀90年代開始發(fā)展，1993年電爐鋼產量占比曾達到最高值23%左右。進入21世紀以來，電爐鋼比例總體震蕩下行，近幾年維持在10%左右。2017年是我國電爐短流程煉鋼發(fā)展的重要分水嶺，國家取締“地條鋼”，電爐煉鋼得到較快發(fā)展，實現了快速高效低成本生產，部分全廢鋼電爐企業(yè)普鋼冶煉周期由原來的平均50分鐘縮短至35分鐘，噸鋼電極消耗由平均2千克降至1千克以下，金屬收得率由89%提高到92%~95%，部分技術指標已進入國際先進行列。

　　根據鋼協組織的裝備調研情況，截至2022年底，全國具有電爐冶煉能力的鋼鐵企業(yè)約220家，電爐數量約370座，電爐鋼總產能約1.9億噸。電爐鋼產能主要分布在華東、中南地區(qū)，占比分別為34%、33%。廣東、江蘇、廣西、四川、福建、湖北的電爐鋼產能規(guī)模居前6位，合計產能約占全國電爐鋼總產能的54%。

　　產品結構中，鋼筋產能占比40.3%，線材產能占比20.2%，帶鋼產能占比14.4%，棒材產能占比13.8%。按鋼種分，優(yōu)特鋼占我國電爐鋼的25%左右（見圖2）。此外，根據各地鋼鐵產能置換公示公告，2021年—2022年底全國擬建電爐產能中，優(yōu)特鋼產能占比18%，普鋼產能占比80%以上。

圖2 近年我國電爐鋼產量與優(yōu)特鋼產量

　　二、國內外鋼鐵行業(yè)低碳綠色發(fā)展政策

　　世界銀行《碳定價發(fā)展現狀與未來趨勢》2022年度報告顯示，采用碳定價的國家在增加，但碳定價在全球的覆蓋率仍然較低，2021年直接碳定價升至歷史高點，高達80歐元/噸。隨著歐盟碳邊境調節(jié)機制（CBAM）取得新進展，跨境碳定價機制受到廣泛關注。此前歐盟確定了削減歐盟企業(yè)免費碳配額的時間表，從2026年開始削減，其中2026年取消免費碳配額百分比為2.5%、2027年為5%、2028年為10%、2029年為22.5%、2030年為48.5%，直至2034年實現全部取消。按此原則，在剛開始的幾年，中國鋼鐵產品基本能滿足對應的低碳要求，但從2030年開始，該政策的影響將明顯增大。此外，值得警惕的是，更深遠的影響來自于未來其他國家或地區(qū)及其他行業(yè)對歐盟“碳關稅”做法的效仿，盡管中國鋼鐵產品直接出口量不大，但未來如果通過終端產品向供應鏈驅動傳導，會對我國鋼材間接出口產生非常大的影響。據相關信息，為有效應對氣候變化，各國均積極提出應對氣候變化目標。截至2022年底，共有138個國家政府提出了“零碳”或碳中和氣候目標；全球凈零排放承諾覆蓋了83%的排放、91%的GDP和80%的人口；全球前10大經濟體均已承諾碳中和；全球前10大煤電國家也均以不同性質承諾碳中和；全球前10大主要鋼鐵生產國家（地區(qū)）中，除伊朗外其余9個所在國及地區(qū)均已做出碳中和承諾。歐洲、美國、日本、韓國紛紛在鋼鐵低碳領域采取行動，給予政策、資金、項目等多種方式支持。

　　“十二五”以來，國家有關部委相繼印發(fā)了《鋼鐵工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》《鋼鐵工業(yè)調整升級規(guī)劃（2016－2020年）》《關于促進鋼鐵工業(yè)高質量發(fā)展的指導意見》《“十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《冶金、建材重點行業(yè)嚴格能效約束推動節(jié)能降碳行動方案（2021-2025年）》《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》《鋼鐵行業(yè)穩(wěn)增長工作方案》等文件，積極引導電爐短流程煉鋼有序發(fā)展。據不完全統計，截至2023年6月底，已有26個省份相繼發(fā)布了碳達峰實施方案，均普遍支持和鼓勵發(fā)展電爐煉鋼，提高短流程產量占比，以此作為重要抓手推進節(jié)能降碳工作。

　　鋼鐵行業(yè)EPD（環(huán)境產品聲明）平臺已經建成，目前公示的短流程電爐產品多為不銹鋼。2023年1月11日，萬泰特鋼熱軋帶肋鋼筋EPD在鋼協鋼鐵行業(yè)EPD平臺上正式發(fā)布，成為我國第一個發(fā)布EPD報告的電爐短流程鋼廠。隨著歐洲碳邊境調節(jié)機制實施腳步越來越近，為使國內電爐鋼產品能順利參與國際貿易，破除因碳排放問題構筑的貿易壁壘，一方面要在國內迅速普及短流程煉鋼的EPD認證工作，另一方面要推動我國EPD平臺與國外相同平臺的數據互認工作。

　　我國與美國、日本、德國等國家在長、短流程成本構成方面存在顯著差異。美國、日本、德國等發(fā)達國家短流程企業(yè)的平均運營成本較長流程企業(yè)低10%~25%，國外短流程企業(yè)原料成本占其總運營成本的64%~69%，其中廢鋼費用占比50%~53%。主要原因是鋼鐵蓄積量大、廢鋼資源豐富、廢鋼回收體系成熟健全、電爐工藝裝備先進、擁有能源資源稟賦優(yōu)勢等。同口徑下對比，我國短流程企業(yè)生產成本較長流程企業(yè)高30%左右；從各項成本占比看，我國短流程企業(yè)原料成本占總運營成本的87%，其中廢鋼占68%。根據相關研究數據，通過對比2021年美國、日本、德國等國的主要鋼鐵企業(yè)運營成本，發(fā)現同一國家即使流程和產品結構類似，不同企業(yè)的運營成本仍存在較大差異（見表1）。

表1 全球典型國家鋼鐵企業(yè)流程結構成本分析（單位：美元/噸）

　　（二）國內鋼鐵長、短流程成本結構對比分析

　　影響電爐短流程煉鋼成本競爭力的主要因素為原料和能源價格。根據企業(yè)調研數據，當鐵水成本價格和廢鋼采購價格相當時，生產普碳鋼的長流程企業(yè)噸鋼成本通常較全廢鋼電爐短流程企業(yè)的噸鋼成本低200元~300元。據Mysteel研究報告，短流程電爐企業(yè)與長流程轉爐企業(yè)的噸鋼成本差距逐步縮小，從2018年—2019年的600元~700元水平下降到2021年的100元~200元（見圖3）。隨著鐵水成本、廢鋼價格、鋼材價格的變化，長短流程的成本差將在一定范圍內波動。

圖3 短流程與長流程成本對比（元/噸）

　　電爐短流程的加工成本相對固定，而廢鋼成本占噸鋼成本的比例通常會在80%左右，當廢鋼成本較鐵水成本低300元/噸以上時，電爐鋼企業(yè)就有一定的競爭力。全廢鋼電爐短流程企業(yè)，尤其是以螺紋鋼為主的生產企業(yè)，普遍將“螺廢差”作為企業(yè)盈虧和市場形勢的晴雨表。一般而言，當“螺廢差”不低于1000元/噸時，電爐鋼企業(yè)生產建筑鋼材可以基本實現盈虧平衡。

　?。ㄈ┪覈姞t短流程煉鋼未來競爭潛力分析

　　基于煉鋼成本結構分析，影響我國電爐短流程煉鋼競爭潛力的主要因素有含鐵原料、用電成本、環(huán)保成本以及電極價格等4個主要方面。此外，電爐裝備投資、冶煉技術和全流程操作能力等因素同樣不容忽視。未來，碳排放權交易與碳稅兩種政策工具可能會并行應用、協調配合。根據有關測算，啟動碳排放權交易或征收碳稅后，當碳定價達到平衡點250元/噸CO?（以長、短流程成本差價400元/噸鋼測算）時，全廢鋼電爐生產螺紋鋼將具有成本競爭力。隨著國家在產能置換、環(huán)保、土地等方面對低碳發(fā)展的政策傾斜，電力等支撐條件逐步完善，碳排放權約束作用增強，以及電爐短流程冶煉技術發(fā)展，我國電爐鋼比例將逐步回升，特別是環(huán)境敏感地區(qū)、鐵礦資源不足地區(qū)和城市及城市周邊鋼廠改造升級中新建電爐將成為最優(yōu)先的選項，電爐煉鋼的成本優(yōu)勢也將不斷凸顯，我國電爐鋼比例將持續(xù)提高。