理解钢铁行业本地减污与减碳的互动影响

2020年，我国的钢铁产业再一次显示了其巨大的体量、上下游影响力与显著的生态足迹（Footprint）。

——粗钢产量超过了10亿吨，是世界钢铁产量/消费量的50%多。

——进口铁矿石接近12亿吨，主要来自澳大利亚（60%）与巴西等地，在世界铁矿石海运贸易量中占绝大部分。

——还是国内货运运输的大户，年40亿吨以上，约占全国货运总量的十分之一。因为主要依靠公路运输，运输过程中的产生的氮氧化物、颗粒物排放突出，占钢铁企业自身排放的20%以上。

——本地污染物排放，随着电力部门超低排放改造的接近完成，已经成为工业部门最大的污染物排放源。 2017年钢铁行业二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放量分别占全国排放总量的7%、10%、20%左右。据《中国冶金报》2021年3月11日报道，超6.2亿吨钢铁产能正在进行超低排放改造。

——消耗了超4.7亿吨的焦炭，等价于6亿吨多的炼焦煤消耗，相当于整个煤炭年产量的近20%。由此计算，其温室气体排放量占我国排放总量的接近15%；如果考虑到电力消耗的内含排放，其温室气体排放量要超过总量的20%。

这里提出了一个很好的问题——超低排放到底“值不值”？它提及一个描述——“由于烟⽓除尘、脱硫、脱硝等污染治理设施改造或新增，会⼤幅增加钢铁⾏业的能耗，从⽽增加钢铁⾏业碳排放”。

这无疑是个事实。给定超低排放强化了末端回收，这个过程必然是额外的能源去驱动各种物理与化学过程的。但是，如何理解这个事实，却是另外一回事。

本期我们结合钢铁行业的本地污染治理与温室气体减排，解析这个问题。

钢铁行业超低排放改造—— 最终“到哪里去”不算足够明确，但是需要不断提升标准

钢铁工业是流程工业，生产工艺环节众多，相关的排放也是既有点源也有面源。地理上，我国钢铁行业布局也特别集中。京津冀及周边地区、长三角地区、汾渭平原等大气污染防治重点区域的钢铁产能占全国总产能的55%，其平均PM2.5浓度也比全国平均浓度高38%左右。

这些区域，距离世界卫生组织的大气质量标准有很大的距离，距离我国的空气质量二级标准也有差距。未来持续性的本地污染物降低仍旧需要持续推进，朝向在2030年左右全国所有地区基本实现 35ug/m3 的国家标准。目前，就我们的理解，这一点并未充分明确，比如正式法定化。

钢铁行业碳减排—— 最终“到哪里去”已经明确

我国2030年前碳达峰、2060年前最终碳中和的国际承诺，使得这个问题的最终答案有一个完全不需要思考（no-brainer）的答案——在本世纪中叶左右完全实现零碳排放。

这无疑意味着钢铁行业目前所有焦炭用量的去处，以及电力来源将发生结构性变化。这不仅涉及燃料的替代，而且还包括生产流程的改变，以代替焦炭原料部分的作用。比如目前处于积极实践中的“氢能炼钢”——其产品称为“绿钢”（Green Steel）。其氢能，相当于替代了焦炭的作用，可预见的可以来自于（丰富的）可再生能源电解水制氢，以解决制氢整个生命周期的能源低效率问题。

本地污染治理与温室气体排放存在“协同”？

气候问题是21世纪人类面临的重大集体挑战之一。它的解决，需要全体人类长时间、大范围、一致性的集体行动，被称为“从地狱来的问题”。 2018年，耶鲁大学Nordhaus 因其30年以上对综合评价模型（IAM）的研究与政策工作荣膺诺贝尔经济学奖，彰显了这一问题的极端重要性。

与气候减排的全局性问题相比，本地污染物的减少与提高环境质量是另外一个全球性的“局部”问题，并且，其二者的治理存在复杂的相互影响与互动关系。必须强调：这种互动影响并不总是国内部分利益主体宣传具有“协同”（synergy）效应的。

这种复杂性互动包括：

1. 化石能源的消费与排放往往是造成这两个问题的同源原因，减少能源消费可能对这两个问题具有协同效益；

2. 已经释放的温室气体与本地污染物之间存在彼此加强或者抵消效果，比如污染物气溶胶对大气往往具有制冷作用，而气候变暖往往会加剧臭氧等二次污染物的形成；

3. 现实各种资源，特别是投资的稀缺性使得探讨“最优政策”（optimal policy），而不仅仅是停留在“有效”（effective policy）。一个政策的理性应该在于其效益大于成本（经济效率的含义），以及是否是成本最低的政策（成本有效的含义），而不能仅仅是有效果、“搞定”为标准。现实选择的政策基准，除了越来越受重视的政策可行性之外，政策本身的经济效率（边际收益VS边际成本）也应该成为一个目标。

从本地污染物治理出发，一般而言，本地污染治理可采用降低活动水平、进行燃料替代以及末端治理三种方式。如果一家企业将使用的能源从石油转换为天然气，其对当地污染法规的履行可能会导致温室气体排放量减少；如果它降低天然气锅炉的温度，则可以使得氮氧化物排放量下降，而二氧化碳排放量上升（燃烧效率下降）。因此，地方污染管制可能会加剧或减少对全球变暖的担忧 (Brunel and Johnson, 2019)。他们之间可能是协同（synergy）的，也可能是得失平衡（trade-off）的。

当一种污染物已经处于最优控制政策之中，那么另外一种污染物治理的额外政策显然不会意味着协同效益(Johansson and Kriström. 2019)。这是经济福利意义，而非物理排放数量意义上的。如Hanley et al. (2016) 指出的，“在多种污染物治理中，当每种污染物面临一个反映其边际环境损害的税率或许可价格时，对应着最优(first-best)政策”。

可能存在的协同效益或共同收益，加强了政策在某一个问题上的理性，但是不能成为论证一切能源环境问题“药方”的充分条件。这一点，对于我国的能源环境政策的制定的意义尤其重大。

即使存在trade-off，那又如何呢？——两个维度的事情

在我国，随着国际形势的快速变化，以及气候变化30/60目标的推出，政策、公众讨论中已经出现了对各种集体目标绝对排序（absolute priority）的声音，比如安全VS绿色，疫情VS经济之类的。

但是，我们必须强调：反复地问哪个目标更重要是对现实问题的过度简化。如果必须给一个明确的回答，那仍然是“都重要”。我们需要一个平衡策略，特别是考虑到：

这些目标之间并不矛盾，比如绿色与安全。不需要进行非此即彼的“二值选择”。

存在帕累托改进空间，比如一个指标变更好，而其他不变差。

存在此消彼长但是在福利意义上用一个指标的略微退步获取另外指标的大幅进步，比如用额外小额的增量成本换取更多的可再生能源接入，也就是经济效率问题；用天然气少量的增加（意味着对外依存度的增加）换取电力系统平衡更有效率的发展。

因此，需要避免将完全不同维度的事情做绝对优先级排序。这无疑大幅简化了现实世界问题的复杂性（比如把完全连续区间上的问题简化为二值，类似提“实现碳达峰、碳中和会对经济发展产生负面影响”这类模糊的问题），容易产生过于悲观或者乐观的看法。或者将几个维度的概念重新整合为一个概念或者名字——“中药铺子化”。比如电力领域包装的“能源互联网”与“再电气化”等含混的概念。它将限制语言交流的基本功能，甚至影响信息含量。本地污染与气候变化协同治理大致也是此类。我们往往更加需要的是分开细致的讨论。

小结

是否存在协同，取决于具体是燃料替代还是加强末端治理的减污方式。从环境经济学的基本原理而言，不同的污染物，往往需要不同的政策工具。对一种污染物最优的政策工具，往往对另外一种污染物意味着次优，并不存在“万金油”的政策工具（Goulder，1998）。

我们期待钢铁行业在这两个维度必要、足够与有效率的分别进步。

参考文献

Brunel, C., Johnson, E.P., 2019. Two birds, one stone? Local pollution regulation and greenhouse gas emissions. Energy Economics 78, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.eneco.2018.10.011

Johansson, Per-Olov, and Bengt Kriström. 2019. “Welfare Evaluation of Subsidies to Renewable Energy in General Equilibrium: Theory and Application.” Energy Economics. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140988319302117.

Goulder, Lawrence H. "Environmental policy making in a second-best setting." Journal of Applied Economics 1, no. 2 (1998): 279-328.

Hanley, N., Shogren, J. F., & White, B. (2016).Environmental economics: in theory and practice. Macmillan International Higher Education.

（作者为卓尔德环境研究(北京)中心主任）

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