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钢铁适配可再生自备电厂的适用性与优越性分析

2022-03-21 18:22:03

作者:张树伟    责编:张健

背景钢铁行业理论上减排技术多样,但是短期路径往往缺乏选择

背景——钢铁行业理论上减排技术多样,但是短期路径往往缺乏选择

钢铁行业是国民经济支柱之一,上下游关联度高,与国防、就业、财税等密切联系,。目前,我国钢铁行业粗钢产能大幅超过10亿吨,生产与消费是全球的50%以上,占全球铁矿石海运贸易的绝大部分,国内货运市场的1/10;消费全国20%的煤炭,直接排放占全国碳排放总量的15%(即Scope 1排放),考虑上游电力接近20%(Scope 2排放);局部污染物排放中,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。

钢铁行业的体量、对上下游的影响力与生态足迹巨大。在我国双碳目标提出并为之持之以恒努力的背景下,如何有序推动钢铁行业减排意义重大。要实现明显的碳排放强度的下降,必须进行燃料转换以及更多地使用电炉炼钢的工艺流程。

理论上,要减少钢铁行业的直接与关联排放,减排技术路线多样,包括

提高能源效率;

更换焦炭还原剂为天然气乃至绿氢;

更多地利用废钢,采用电弧炉炼钢;

提高电力来源的低碳化程度;

加装碳捕捉、封存与利用(CCUS)装置。

但是目前,我国主要高炉设备还只有10年左右寿命,高炉炼钢占90%的粗钢产量。这一现状背景下,大部分技术路线的现实可行性都面临挑战,特别是:

非焦炭还原剂面临诸多技术改造、经济成本与操作实践(“know-how”)方面的问题;

废钢回收体系并未建立,废钢来源少,价格高度波动,且基本与铁矿石价格变化同步(下图)。现实中用废钢还是铁矿石,是个短期相机决策的问题。

CCUS一直潜力巨大,但是事实上在全世界推进程度非常有限,因为它“只减排而不节能”,政治与社会接受程度低。

图1废钢与铁矿石价格波动基本一致

来源:平安证券研究所,钢铁研究报告,2020

这种情况下,从何处开始启动一个相对快速的减排转型进程,考验着行业的管理者与从业者。我们认为,转型可以从整合钢铁厂与新建可再生能源自备电厂做起,此为部门耦合(sector-coupling)的重要表现形式。

钢铁适配可再生自备电厂有哪些优越性?

钢铁厂适配可再生能源自备电厂,起码在短期与长期内具备以下的诸多优点:

运行层面。更多地采用低价可再生能源发电,助力电力的清洁化与低碳化,减少化石能源发电,并规避燃料价格的波动风险。

固定资产方面。提高废钢+电炉技术路线的竞争力,为加快淘汰高炉设备提供利用率方面的信号指引。

产业组织层面。延长企业产业链,为企业多元化的发展提供选择,改变单纯追求企业炼钢规模(这是我国持续产能过剩的重要原因)的战略激励,避免行业寡头化。

技术创新方面。为更深程度的部门耦合(比如电转氢、甲烷化)积累运行、技术、管理与心理经验。

需要破除的思维定势之一:高耗能“厌恶”

被贴上高耗能标签的行业,历来受到一定的政策歧视。若有政策的任何变动,都会特别避免高耗能企业潜在获益的可能性。2021年出台的电力价格改革文件说:将燃煤发电市场交易价格浮动范围由现行的上浮不超过10%、下浮原则上不超过15%,扩大为上下浮动原则上均不超过20%,高耗能企业市场交易电价不受上浮20%限制。

从直接的经济逻辑而言,这是难以理解的。 因为能源供给不是免费的,能源使用的多则相应的花费多;使用少则花费少,这其中往往并不存在市场失灵与其他外部性问题,不需要特别的干预。即使存在总体上的能源短缺或者总体能源安全担忧,也应是全体用能者统一受限制,而非单独惩罚“高耗能”行业。

这分裂了统一市场,对于“高耗能”行业极不公平。

需要破除的思维定势之二:自备电厂是落后产能

自备电厂作为我国电力行业一个“特色”的现象,目前受到了越来越多的关注。有媒体总结了自备电厂的“七宗罪”,分别是不交“税”、不付费、不合规、不达标、不低调、不认错、不逢时。

这是言过其实的。自备电厂存在任何问题,都是监管的问题,需要监管层面的加强,而不是把“自备电厂”作为一个客观存在予以“肉体消灭”。自备电厂可以是先进生产力。在如何满足自身用电问题上,钢铁厂家需要自由决定权。

小结

在可再生能源发电长期平均价格持续下降,而钢铁行业低碳转型缺乏短期特别可行的选择的情况下,钢铁行业适配可再生能源自备电厂具有各种优越性。

我们认为:这是中国钢铁行业,特别是中小型企业转型的战略选择。在新项目(Greenfield)建设还有老项目(Brownfield)改造中考虑如何推进,今后一段时期我们将继续关注。

Note:

作者感谢钢铁行业专家杨婵女士在成稿过程中的讨论,对文章内容的逻辑提升很大。

(作者为环境研究中心 主任兼首席经济师)

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