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作为世界上最大的钢铁生产国和消费国，中国钢铁产量占世界总产量的一半，钢铁行业碳排放量约占中国碳排放总量的17%。因此，钢铁行业的脱碳将对中国的双碳目标和世界的碳减排目标的实现做出重大贡献。2021年9月29日，落基山研究所（Rocky Mountain Institute, RMI）和能源转型委员会（Energy Transitions Commission, ETC）联合发布题为《在中国实现零碳钢铁：实现碳中和的关键支柱》（Pursuing Zero-Carbon Steel in China: A Critical Pillar to Reach Carbon Neutrality）的研究报告，初步分析了中国钢铁行业的能源消费结构，阐述了中国钢铁行业到2050年实现零碳的具体路径，并提出了若干政策建议。报告指出，与其他主要钢铁生产国相比，中国钢铁行业在脱碳方面面临更大的挑战，原因有：①煤炭是中国钢铁行业生产中的主导性能源和基础性能源；②钢铁生产以及钢铁产能不足；③初级钢铁生产的比重也要大很多。因此，要在未来30~40年内实现净零排放，需要付出更大的努力。报告建议，中国钢铁行业可以通过减少需求、回收钢铁和转向绿色路线来实现脱碳。

1 脱碳路线图

报告从时间和空间两个维度描述了中国钢铁行业脱碳路线图。从时间的角度，分析了短期行动和长期愿景；从空间的角度，展示了不同地区钢铁制造商的行动和最终的零碳炼钢图景。

（1）中国钢铁行业脱碳的时间路径。①到2030年，再生钢铁产量翻倍，占总产量的25%（2.45亿吨）；废料需求将增加到2.7亿吨/年，逐步形成体系化的区域性废料市场；受益于逐步降低的电价，西南、华北地区专用电炉产能将继续提升；氢气在高炉内的使用规模进一步扩大。②到2040年，再生钢铁产量和零碳初级钢铁产量将进一步扩大；冶炼还原技术将不断完善，向氢等离子体熔融还原炼铁过渡，提升脱碳炼钢技术；预计直接还原铁和碳捕集路线的生产份额将分别达到7%，总计贡献钢铁产能约1.08亿吨/年。③到2050年，再生钢铁产量达到60%；废料需求将达到4.1亿吨/年；氢还原和碳捕集路线都将扩大规模，在初级钢铁生产方面各自贡献近20%，总计贡献钢铁产能约2亿吨/年；氢等离子体熔融还原炼铁等零碳初级炼钢技术也可能达到商业规模。如果实现上述目标，中国钢铁行业的能源相关碳排放量将减少到1.9亿吨/年，甚至更低，比2020年减少90%以上。

（2）中国钢铁行业脱碳的地理格局。①到2030年，在废料供应充足的沿海省份以及电炉基础较好的华北和西南地区扩大电炉规模；各地高炉掺入氢气，减少煤炭消耗；在可再生能源价格低廉的中国北部和西南部开展氢气直接还原铁的技术试点；在渤海地区、华中地区和新疆地区开展碳捕集试点；在渤海地区开展冶炼还原试点。②到2050年，上述布局将共同支持钢铁行业实现碳中和目标。

2 政策建议

推进钢铁行业全面脱碳涉及钢铁生产和消费的方方面面。政策制定不仅要着眼于脱碳，还要考虑到行业其他政策目标的协调。

（1）从最终目标出发，确定量化的碳中和目标，推动达到高质量排放峰值，并定期调整达到峰值后的碳中和动态实施路径。①为了支持中国的碳中和，钢铁行业需要确定到底是要实现接近零排放、净零排放还是负排放。明确行业最终脱碳目标后，应确定全行业的峰值年份、峰值排放量、峰值后的减排率，进一步再确定整个行业在不同阶段的碳排放上限。②在达到峰值之前，政策应该推动该行业达到高质量的峰值，并抑制安装碳密集型资产的热潮。在达到峰值后，应定期评估工业脱碳行动的进展情况和相关加工技术的发展趋势，并动态调整工业脱碳的目标、进度和实施路径。

（2）在达峰前和达峰后的5~10年内，不断挖掘基于传统高碳钢炼钢工艺的能源效率改进潜力。①进一步提高高炉、转炉及相关资产的能效，可以缓解钢铁行业排放达峰前钢铁产量小幅增长带来的碳排放上行压力，也将降低整个行业的峰值排放。②钢铁行业达到峰值后5~10年内，逐步淘汰碳密集型资产，基于相关资产能效提升的碳减排效益也将逐渐下降。

（3）推动再生钢铁在达峰前和达峰后10~15年内进行快速产能替代，在全行业完全脱碳前合理配置政策资源，注重再生钢铁与零碳初级钢铁的协调发展。①应通过支持产能置换、培育废钢产业、有利于电炉炼钢用电等方式加速再生钢发展。②初级钢铁和再生钢铁之间的竞争可能有助于在一段时间内保持低成本的废钢资源，因此，应注重再生钢铁与零碳初级钢铁之间发展步伐的协调，避免因政策干预而导致偏袒某一种技术路线的情况。

（4）根据燃料/原料和工艺设备替代的增量成本，循序渐进推进初级炼钢的脱碳。①为钢铁企业生产和利用氢能提供资金支持，鼓励提高高炉焦化过程中副产品（氢气）的利用水平，培养钢铁行业对氢气消费的需求和习惯。②积极推进熔融还原、直接还原铁等技术路线的研发和示范，加快碳捕集、利用与封存（CCUS）的试验示范和规模化，提倡跨行业合作，推动碳捕集后的资源化利用。③逐步完善针对钢铁行业的氢气供应体系和CCUS产业，不断降低氢气和CCUS的成本，根据各地不同的资源条件，促进熔融还原、直接还原铁等技术路线的大规模生产和运营。

（5）注重碳达峰、碳中和目标与其他产业发展目标的协调，将碳减排全面纳入产业政策制定的主流。①应将碳减排作为设计和评估淘汰落后产能、项目前期审批、企业并购评估等行业政策的重要量化指标。②在项目规划和审批过程中，应考虑与零碳钢铁生产相关的新限制因素，如可再生能源的可获得性、碳捕集与封存（CCS）以及地质资源等。

（6）认识到适当的碳定价机制对加速中国钢铁行业脱碳的重要性，在新兴的全球碳关税下，加快中国全国碳市场覆盖钢铁行业。①加快钢铁行业参与碳市场的进程，使中国在碳定价机制方面跟上发达国家的步伐，最大限度地减少碳边界调整机制的影响。②处于脱碳初期的中国钢铁行业应谨慎海外投资，合理控制钢铁出口规模。③在绿色零碳钢铁生产技术成熟后，加快绿色钢铁项目的大规模投资和出口。

（7）建立零碳产品标准化体系，培育规模化市场，将零碳钢铁成本溢价转嫁给有能力和意愿支付的消费者。①建立全国钢铁产品碳排放核算和认证制度。②在建筑材料采购过程中引入强制性的钢铁碳排放标准，从国家重点公共基础设施项目开始，然后扩大到更多各级政府拥有的公共项目，再进一步鼓励国有企业购买绿色零碳钢铁。③将绿色钢铁消费与地方政府和企业的碳中和目标联系起来。